为什么C#中没有像Java一样可以获取多个许可的信号量？

Question

为什么C#中没有获取多个信号量许可的方法？我想这样使用我的信号量：

semaphore.Acquire(2);

- Mixer

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你的问题是如何做，还是你的问题是“为什么它不像Java那样工作”？如果你想得到第一个问题的答案，你需要重新表达你的问题。你将得不到关于第二个问题的答案。 - Thorsten Dittmar

实际上，我可以猜测第二个问题的答案：“因为C＃开发团队经过深思熟虑，找到了一些很好的理由不像Java那样做。”或者说类似但不太友好的说法是：“因为这可能是一个不太经过深思熟虑的Java特性，每个人都只是出于习惯使用它”。 - CompuChip

@CompuChip：实际上可能都不是。C＃开发团队甚至没有实现库函数。而这个功能可能没有被足够频繁地使用，以至于让.Net团队实现它需要做的工作不值得。 - Gabe

很好的观点，@Gabe。+1 为你的回答解释了这一点。 - CompuChip

Answer 1

良好的API设计是一门精良的艺术，只由少数人真正掌握。其中一个重要方面是强调共性。.NET Semaphore类具有这种特性，您可以使用WaitOne()获取信号量。就像您在所有同步类上所做的那样。

而真正成为一门精良的艺术，则需要知道什么是需要去掉的。定制的Aquire(n)方法将高居该清单之首。这是一种非常麻烦的方法，Windows上的底层本地实现也不支持它。这会产生导致死锁的严重风险，几乎无法进行调试，代码将挂起在一个循环中的不可见方法内，深埋在CLR中。这增加了等待时需要终止代码时候的语义，这些语义对于需要被中止的代码非常重要。您可以自己循环，这是一个简单的解决方法并且在调试死锁时易于查看，因此您可以至少检查计数器。

- Hans Passant

Answer 2

.Net的Semaphore对象是Win32 Semaphore对象的包装器。由于Win32信号量没有获取多个资源的机制，因此在.Net Framework中提供它并不容易。

当然，微软可能会实现自己的抽象来覆盖Win32信号量，但这样就不能在WaitAll调用中使用。很可能微软从未考虑过实现这个功能。

- Gabe

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他们本来可以将它添加到SemaphoreSlim中，但似乎他们主要保留了Semaphore类的API。 - Julien Roncaglia

Answer 3

如果您只想检查许可证是否可用，并且不需要阻止，则可以以简单且安全（没有死锁）的方式实现。

public static bool Acquire (this Semaphore semaphore, int permits) {
    for (int i = 0; i < permits; i++) {
        /*
         * If millisecondsTimeout is zero, the method does not block.
         * It tests the state of the wait handle and returns immediately.
         */
        if (!semaphore.WaitOne (0)) {
            semaphore.Release (i);
            return false;
        }
    }
    return true;
}

这可以很容易地修改以包括超时。但是，要无限期阻塞会更困难（它需要信号，否则会导致忙碌的外部循环）。

- mafu

Answer 4

您可以编写自己的扩展方法到Semaphore类中：

namespace Extentions
{
    public static class SemaphoreExtentions
    {

        public static void Acquire(this Semaphore semaphore, int permits)
        {
           for (int i = 0; i < permits; ++i)
               semaphore.WaitOne();
        }
    }
}

使用方法：

using Extentions;

//...

public void SomeMethod()
{
    var sem = new Semaphore(10, 10);
    sem.Acquire(6);
}

更新 为避免死锁：

public static void Acquire(this Semaphore semaphore, int permits)
{
    lock (semaphore)
    {
        for (int i = 0; i < permits; ++i)
            semaphore.WaitOne();        
    }
}

当然，您不应该在其他地方锁定此信号量，因为这也可能导致死锁。另一个选择是将方法的签名更改为Acquire(this Semaphore semaphore, int permits, object sync)并锁定sync对象。

- Deffiss

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这将导致死锁。在你的例子中，如果有两个客户端同时尝试获取6，会发生什么？假设它们都获得了5 -- 那么它们将互相等待彼此放弃最后一个1。 - Gabe

我认为Semaphore的所有者对象必须担心其成员的线程安全性。 - Deffiss

@Gabe 你是关于我的答案还是关于Mixer的评论？ - Deffiss

我的评论是关于答案的。Mixer的评论建议一种避免死锁的方法。 - Gabe

使用 lock (semaphore) 不是一个好主意。需要一个锁对象，只能由试图获取给定信号量的调用者锁定，例如 readonly object acquireLock = new object(); ... lock (acquireLock) ... 原因：Acquire 可以持有这个锁很长时间，因为它积累了足够的许可。假设其他地方的代码希望为某些其他目的 lock (semaphore) - 它将被卡在等待此代码上。不幸的是，传递一个 sync 对象可能会导致相反的问题：两个不同的调用者，对于相同的信号量具有不同的同步对象，可能会死锁。... - ToolmakerSteve