C#でSemaphoreを使用する - プログラムを書こう！

この記事は2022年06月04日に投稿しました。

1. はじめに

こんにちは、iOSのエディタアプリPWEditorの開発者の二俣です。
今回は業務で使用しているC#でSemaphoreを使用する方法についてです。

2. C#でSemaphoreを使用する

C#でSemaphoreを使用するには、以下のような実装にします。

実装例

※MicrosoftのAPI Referenceのサンプルを参考にしました。

using System;
using System.Threading;

namespace SampleSemaphore
{
    internal class Program
    {
        /// <summary>
        /// セマフォ
        /// </summary>
        private static Semaphore _pool;

        /// <summary>
        /// ワーカースレッドのウェイト時間のパディング
        /// </summary>
        private static int _padding;

        static void Main(string[] args)
        {
            // 同時に許可されるセマフォ要求の初期値0、最大数3でセマフォを生成します。
            _pool = new Semaphore(0, 3);

            // スレッドを5つ生成し、開始します。
            for (var i = 0; i < 5; ++i)
            {
                var thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(Worker));
                thread.Start(i);
            }

            // ウェイトします。
            Thread.Sleep(500);

            Console.WriteLine("セマフォから3つ出します。");
            _pool.Release(3);

            Console.WriteLine("メインスレッドを終了します。");

            Console.ReadKey();
        }

        /// <summary>
        /// ワーカースレッド処理
        /// </summary>
        /// <param name="num"スレッド番号</param>
        private static void Worker(object num)
        {
            Console.WriteLine($"スレッド{num}を開始し、セマフォのシグナルを待ちます。");
            _pool.WaitOne();

            // パディング値を加算します。
            int padding = Interlocked.Add(ref _padding, 100);

            Console.WriteLine($"スレッド{num}がセマフォに入ります。");

            // 1秒+パディング値分ウェイトします。
            Thread.Sleep(1000 + padding);

            Console.WriteLine($"スレッド{num}がセマフォから出ます。");
            Console.WriteLine($"スレッド{num}の前のセマフォカウントは{_pool.Release()}です。");
        }
    }
}

実行結果

スレッド0を開始し、セマフォのシグナルを待ちます。
スレッド1を開始し、セマフォのシグナルを待ちます。
スレッド4を開始し、セマフォのシグナルを待ちます。
スレッド2を開始し、セマフォのシグナルを待ちます。
スレッド3を開始し、セマフォのシグナルを待ちます。
セマフォから3つ出ます。
メインスレッドを終了します。
スレッド1がセマフォに入ります。
スレッド0がセマフォに入ります。
スレッド4がセマフォに入ります。
スレッド1がセマフォから出ます。
スレッド1の前のセマフォカウントは0です。
スレッド2がセマフォに入ります。
スレッド4がセマフォから出ます。
スレッド4の前のセマフォカウントは0です。
スレッド3がセマフォに入ります。
スレッド0がセマフォから出ます。
スレッド0の前のセマフォカウントは0です。
スレッド2がセマフォから出ます。
スレッド2の前のセマフォカウントは1です。
スレッド3がセマフォから出ます。
スレッド3の前のセマフォカウントは2です。

API Reference

Semaphoreクラス

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3. おわりに

以前C++/CLIで

www.paveway.info

を紹介しました。
今回C#で排他制御を行う必要があり、MicrosoftのAPI Referenceのサンプルを参考にしました。

リンク

紹介している一部の記事のコードはGitlabで公開しています。
興味のある方は覗いてみてください。

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