C#：セマフォを用いた排他制御 – サイゼントの技術ブログ

排他制御の仕組みとして先日Mutexを取り上げました。
今回は、同じく排他制御で使われるセマフォについて取り上げます。

セマフォがMutexと異なる点は、複数のプロセス・スレッドが資源を取得することができることです。
セマフォのコンストラクタで初期で解放する資源数や、解放できる資源の最大数を指定します。
WaitOne関数で資源取得待ちを行い、Release関数で資源解放を行います。Release関数の引数で資源解放数を指定することもできます。
（ただし、最大数を超える資源を開放するとSemaphoreFullExceptionとなるので注意が必要です）

セマフォは、同時に動くスレッド数を制限したいような重い処理がある時によく使われます。

以下は、セマフォを用いて同時に動くスレッド数を制限するサンプルです。

【サンプルコード】

・Controller.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;
namespace Controller
{
    internal class Controller
    {
        public static void Main(string［］ args)
        {
            using(Semaphore sem = new Semaphore(0, 2, "semaphore"))
            {
                Console.WriteLine(DateTime.Now + 
                    "：セマフォを作りました。" + 
                    "初期で解放０個、最大で２つまで解放します。");
                Thread.Sleep(2000);
                sem.Release(2);
                Console.WriteLine(DateTime.Now + 
                    "：準備ができたので、セマフォを２つ解放しました。");
                Thread.Sleep(10000);
            }
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

using System.Threading;

namespace Controller

{

internal class Controller

{

public static void Main(string［］ args)

{

using(Semaphore sem = new Semaphore(0, 2, "semaphore"))

{

Console.WriteLine(DateTime.Now +

"：セマフォを作りました。" +

"初期で解放０個、最大で２つまで解放します。");

Thread.Sleep(2000);

sem.Release(2);

Console.WriteLine(DateTime.Now +

"：準備ができたので、セマフォを２つ解放しました。");

Thread.Sleep(10000);

}

Console.ReadLine();

}

・Processor.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;
namespace Processor
{
    internal class Processor
    {
        public static void Main(string［］ args)
        {
            const int N = 3;
            Parallel.For(0, N, id =＞ // id0～2のスレッドを生成
            {
                Semaphore sem;
                if (Semaphore.TryOpenExisting("semaphore", out sem))
                {
                    Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now + 
                        "：セマフォ解放待ち。");
                    sem.WaitOne();
                    Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now + 
                        "：セマフォ取得しました。処理開始します。");
                    Thread.Sleep(2000);
                    Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now + 
                        "：処理終了しました。");
                    sem.Release();
                    Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now + 
                        "：処理終了したので、セマフォを１つ解放しました。");
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("ID" + id + ":" + DateTime.Now + 
                        "：セマフォが見つかりません。");
                }
            });
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

using System.Threading;

namespace Processor

{

internal class Processor

{

public static void Main(string［］ args)

{

const int N = 3;

Parallel.For(0, N, id =＞ // id0～2のスレッドを生成

{

Semaphore sem;

if (Semaphore.TryOpenExisting("semaphore", out sem))

{