Teknologian jakaminen

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

---

Rinnakkaisohjelmoinnissa synkronointi on perusedellytys. Semafori on yleinen synkronointimekanismi, jota käytetään hallitsemaan pääsyä jaettuihin resursseihin. C#:ssa semaforit toteutetaan System.Threading-nimiavaruuden Semaphore-luokan kautta. Tämä artikkeli esittelee Semaphoren ja sen sovellukset C#:ssa yksityiskohtaisesti.

1. Mikä on semafori?

Semafori on kokonaislukuarvo, jonka avulla voidaan hallita pääsyä jaettuun resurssiin. Semaforeja käytetään pääasiassa kahteen tarkoitukseen:

Toisensa poissulkeva: Varmista, että vain yksi säie voi käyttää jaettuja resursseja samanaikaisesti.
Kreivi: Salli tietyn määrän säikeitä käyttää jaettuja resursseja samanaikaisesti.
Semaforeja käytetään yleensä seuraavissa tilanteissa:

• Rajoita resurssien samanaikaista käyttöä, kuten tietokantayhteyksien määrää.
• Datan lukemisen ja kirjoittamisen synkronointi tuottaja-kuluttaja -ongelmassa.
• Synkronoi pääsy jaettuihin resursseihin useiden prosessien välillä.

2. Semaforiluokka C#-kielellä

C#:ssa Semaphore-luokka tarjoaa perustoiminnot semaforeille. Käytä seuraavaa syntaksia luodaksesi semaforin:

Semaphore semaphore = new Semaphore(initialCount, maximumCount);
1

inicialCount: Semaforin alkuperäinen laskenta-arvo, joka ilmaisee semaforin arvon sen luomishetkellä.
maximumCount: Semaforin enimmäismäärä, joka ilmaisee enimmäisarvon, jonka semafori voi saavuttaa.

3. Esimerkkejä semaforien käytöstä

3.1 Luo semafori

Luo semafori C#:ssa käyttämällä SemaphoreSlim-luokkaa. Tämä luokka on Semaphoren synkronointikontekstitoteutus, joka tarjoaa joustavampia asynkronisia toimintoja.

käyttäen System.Threading;

julkinen luokka SemaforiEsimerkki
{
yksityinen SemaphoreSlim semafori = uusi SemaphoreSlim(3) // Luo laskentasemafori, jotta 3 säiettä pääsee käsiksi samanaikaisesti

public void DoWork()
{
    semaphore.Wait(); // 获取信号量，如果信号量小于0，线程将被阻塞

    try
    {
        // 执行共享资源的操作
    }
    finally
    {
        semaphore.Release(); // 释放信号量
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

}

3.2 Käytä semaforeja säikeiden synkronointiin

Seuraavassa on yksinkertainen esimerkki, joka havainnollistaa semaforiresurssien luomista, hankkimista ja vapauttamista.

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建信号量，允许3个线程同时访问共享资源
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3, 3);

        // 创建和启动线程
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            new Thread(() => Work(semaphore)).Start();
        }
    }

    static void Work(Semaphore semaphore)
    {
        try
        {
            // 获取信号量
            semaphore.WaitOne();

            // 执行共享资源的操作
            Console.WriteLine($"线程 {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} 正在执行。");
            Thread.Sleep(1000);
        }
        finally
        {
            // 释放信号量
            semaphore.Release();
        }
    }
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35

Tässä esimerkissä luomme semaforin, jonka avulla jopa 3 säiettä voi suorittaa työmenetelmän samanaikaisesti. Jokainen säie yrittää hankkia semaforin kutsuessaan semaforia.WaitOne(). Jos semaforin arvo on suurempi kuin 0, säiettä jatketaan. Muussa tapauksessa lanka estetään, kunnes toinen lanka vapauttaa semaforin.

Asynkroniset toiminnot
SemaphoreSlim-luokka tarjoaa myös asynkronisia odotus- ja vapautusmenetelmiä:

1. odota semaforia.WaitAsync(): Odota asynkronisesti semaforia
2. odota semaforia.ReleaseAsync(): Vapauta semafori asynkronisesti

Tämä tekee semaforien käytöstä joustavampaa ja paremmin integroitua asynkronisiin ohjelmointimalleihin.

4. Yhteenveto

Semafori (semafori) C#:ssa on tehokas synkronointimekanismi, joka voi auttaa kehittäjiä hallitsemaan pääsyä jaettuihin resursseihin. Semaforien avulla voimme tehokkaasti hallita useiden säikeiden pääsyä jaettuihin resursseihin ja varmistaa, että resurssien käyttö ei aiheuta datakilpailuja tai muita synkronointiongelmia.

Semaphoren merkitys C#-ohjelmoinnissa näkyy sen kyvyssä auttaa kehittäjiä toteuttamaan monimutkaista samanaikaisuuden ohjauslogiikkaa samalla kun koodin luettavuus ja ylläpidettävyys säilyvät. Sen helppokäyttöisyys näkyy sen yksinkertaisessa API-suunnittelussa ja monipuolisessa synkronointikontekstituessa.

Käytännön sovelluksissa semaforien avulla voidaan rajoittaa tietokantayhteyspoolin kokoa, valvoa pääsyä verkkoresursseihin ja saavuttaa tuottaja-kuluttaja-mallin synkronointi jne. Tämän artikkelin esittelyn kautta toivomme, että lukijat ymmärtävät paremmin Semaphoren periaatteet ja käytön sekä voivat hyödyntää sitä todellisissa projekteissa.