请说明信号量在多线程中的作用，解释如何使用信号量进行线程同步

编码文章call10242025-01-26 18:25:2716A⁺A^-

什么是信号量（Semaphore）？

信号量是一种用于线程同步的机制，允许多个线程同时访问一定数量的共享资源。信号量通过计数器来控制线程的访问量。

计数器含义：
信号量的计数器表示可以被线程访问的共享资源数量：当一个线程获取信号量时，计数器减 1。当线程释放信号量时，计数器加 1。
信号量种类：二进制信号量（Binary Semaphore）： 计数器只有 0 和 1，类似于互斥锁。计数信号量（Counting Semaphore）： 计数器可以是任意非负值，用于限制对资源的并发访问。

信号量的作用

控制访问数量：
限制对共享资源的并发访问。例如，控制线程池的最大线程数、限制数据库连接的最大并发数等。
实现同步：
在线程间传递信号，确保某些操作完成后再执行后续操作。

如何使用信号量实现线程同步？

在 C# 中，信号量可以通过 Semaphore 或 SemaphoreSlim 类实现：

Semaphore: 用于跨进程的信号量，较为重型。
SemaphoreSlim: 仅适用于进程内的轻量级信号量，推荐用于大多数场景。

代码示例：限制线程访问共享资源

以下示例展示如何使用 SemaphoreSlim 限制线程并发访问共享资源的数量。

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    private static SemaphoreSlim semaphore = new SemaphoreSlim(3); // 最大并发线程数为 3

    static void AccessResource(int threadNumber)
    {
        Console.WriteLine(#34;Thread {threadNumber} is waiting to access the resource...");
        semaphore.Wait(); // 获取信号量
        try
        {
            Console.WriteLine(#34;Thread {threadNumber} is accessing the resource.");
            Thread.Sleep(2000); // 模拟资源访问
        }
        finally
        {
            Console.WriteLine(#34;Thread {threadNumber} has released the resource.");
            semaphore.Release(); // 释放信号量
        }
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 1; i <= 10; i++)
        {
            int threadNumber = i;
            new Thread(() => AccessResource(threadNumber)).Start();
        }

        Console.ReadLine();
    }
}