C#でSemaphoreSlimを使用する - プログラムを書こう！

この記事は2022年06月05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SemaphoreSlimを使用する方法についてです。

2. C#でSemaphoreSlimを使用する

C#でSemaphoreSlim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;
using System.Threading.Tasks;

namespace SampleSemaphoreSlim
{
    internal class Program
    {
        /// <summary>
        /// セマフォ
        /// </summary>
        private static SemaphoreSlim semaphore;

        /// <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()
        {
            // 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。
            semaphore = new SemaphoreSlim(0, 3);
            Console.WriteLine($"{semaphore.CurrentCount}つのタスクがセマフォに入ることができます。");
            var tasks = new Task[5];

            // Create and start five numbered tasks.
            for (var i = 0; i <= 4; i++)
            {
                tasks[i] = Task.Run(() =>
                {
                    // Each task begins by requesting the semaphore.
                    Console.WriteLine($"タスク{Task.CurrentId}を開始し、セマフォ待ちします。");

                    int semaphoreCount;
                    semaphore.Wait();
                    try
                    {
                        Interlocked.Add(ref padding, 100);

                        Console.WriteLine($"タスク{Task.CurrentId}がセマフォに入りました。");

                        // ウェイトします。
                        Thread.Sleep(1000 + padding);
                    }
                    finally
                    {
                        semaphoreCount = semaphore.Release();
                    }
                    Console.WriteLine($"タスク{Task.CurrentId}をセマフォから解放します。前のセマフォカウント: {semaphoreCount}");
                });
            }

            // タスクを開始するため、ウェイトします。
            Thread.Sleep(500);

            Console.Write("セマフォを3つ解放します。");
            semaphore.Release(3);
            Console.WriteLine($"{semaphore.CurrentCount}つのタスクがセマフォに侵入可能です。");

            // 全てのタスクの完了を待ちます。
            Task.WaitAll(tasks);

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

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

実行結果

0つのタスクがセマフォに入ることができます。
タスク1を開始し、セマフォ待ちします。
タスク3を開始し、セマフォ待ちします。
タスク4を開始し、セマフォ待ちします。
タスク5を開始し、セマフォ待ちします。
タスク2を開始し、セマフォ待ちします。
セマフォを3つ解放します。3つのタスクがセマフォに侵入可能です。
タスク3がセマフォに入りました。
タスク1がセマフォに入りました。
タスク4がセマフォに入りました。
タスク1をセマフォから解放します。前のセマフォカウント: 0
タスク4をセマフォから解放します。前のセマフォカウント: 0
タスク5がセマフォに入りました。
タスク2がセマフォに入りました。
タスク3をセマフォから解放します。前のセマフォカウント: 0
タスク5をセマフォから解放します。前のセマフォカウント: 2
タスク2をセマフォから解放します。前のセマフォカウント: 1
メインスレッドを終了します。

API Reference

SemaphoreSlimクラス

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3. おわりに

前回

www.paveway.info

と同じようなクラスがあるようです。
Semaphoreクラスとの違いは、SemaphoreSlimクラスは、名前付きシステムセマフォをサポートせず、ローカルセマフォとしてのみ使用できるようです。

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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