信号量WaitOne后调用互锁

Question

在并发调用GenerateLabel超过4次时，遇到以下代码阻塞信号量。在WaitOne之后，成员mCurrentScanner被用来访问扫描仪。问题是在WaitOne之后是否需要互锁函数？当WaitHandle发布时线程重新开始时，我会拒绝，但不是100%确定。

  mConcurrentLabels = new Semaphore(4, 4);

  public string GenerateLabel()
  {
    mConcurrentLabels.WaitOne();

    int current = 0;

    Interlocked.Exchange(ref current, mCurrentScanner);

    (scanner, dir) = ScanMappings[current];

    Interlocked.Increment(ref mCurrentScanner);
    mCurrentScanner %= 4;
    DoLongRunningTask();
    mConcurrentLabels.Release();
  }

Answer 1

正如您所说的，信号量用于限制并发线程。但身体仍同时执行。所以锁/联锁是必需的。

更大的问题是:使用Interlocked.Exchange(ref current, mCurrentScanner);安全读取值，使用Interlocked.Increment(ref mCurrentScanner);。

可以并发读取相同的值Exchange()并将其增加两次。因此，您将选择一个值两次，并跳过下一个值。

我还建议在使用信号量时使用try/finallies。

mConcurrentLabels = new Semaphore(4, 4);

public string GenerateLabel()
{
    mConcurrentLabels.WaitOne();
    try
    {
        int current = Interlocked.Increment(ref mCurrentScanner);
        
        (scanner, dir) = ScanMappings[current];
        
        // mCurrentScanner %= 4;   <------ ?
        DoLongRunningTask();
    }
    finally
    {
        mConcurrentLabels.Release();
    }
}

但是如果你需要修改mCurrentScanner，我不会使用互锁的。

mConcurrentLabels = new Semaphore(4, 4);
object mSyncRoot = new object();

public string GenerateLabel()
{
    mConcurrentLabels.WaitOne();
    try
    {
        int current;
        
        lock(mSyncRoot)
        {
            current = mCurrentScanner++;
            mCurrentScanner %= 4;
        }
        
        (scanner, dir) = ScanMappings[current];
        
        // mCurrentScanner %= 4;   <------ ?
        DoLongRunningTask();
    }
    finally
    {
        mConcurrentLabels.Release();
    }
}

Answer 2

信号量的目的似乎是保护长期运行的任务，而不是保护对私有变量的访问。从资源管理的角度来看，这是非常有用的。例如，为了防止过多并发长时间运行的任务破坏共享资源(如数据库)。

需要使用互锁语句来保护私有变量，因为信号量允许此代码在不同线程上并发运行四次。

很好的做法是将此代码的主要部分放在try {} finally{}块中，以确保每次调用mConcurrentLabels.WaitOne()时都准确地调用mConcurrentLabels.Release()一次。