C# Semaphore与SemaphoreSlim区别小结

在 C#（.NET）中，Semaphore 和 Semaphorewww.chinasem.cnSlim 都用于控制同时访问某一资源或池的线程数量（即“信号量”机制），但它们在实现方式、性能、功能和适用场景上有显著区别。

下面从多个维度详细对比两者，并附使用示例。

一、核心区别概览

二、详细对比说明

1.跨进程支持

Semaphore：

// 进程 A
var sem = new Semaphore(2, 2, "MyGlobalSemaphore");

// 进程 B
var sem = Semaphore.OpenExisting("MyGlobalSemaphore");

适用于多个进程共享有限资源（如硬件设备、全局连接池）。

• 可创建命名信号量，供多个进程共享。

SemaphoreSlim：

• 仅限当前进程内使用，无法跨进程。
• 内部使用 ManualResetEventSlim 或自旋，无内核对象名称。

2.异步支持（关键区别！）

SemaphoreSlim 提供 WaitAsync() 方法，完美支持 async/await：

private static SemaphoreSlim _sem = new SemaphoreSlim(3);

public async Task ProcessAsync()
{
    await _sem.WaitAsync(); // 异步等待，不阻塞线程
    try
    {
        await CallExternalApiAsync(); // 模拟 I/O 操作
    }
    finally
    {
        _sem.Release();
    }
}

✅ 非常适合 Web API、高并发 I/O 场景（如限流）。

Semaphore 只有同步方法 WaitOne()，在异步上下文中会阻塞线程，导致线程池饥饿：

// ❌ 不推荐在 async 方法中使用
sem.WaitOne(); // 阻塞当前线程！

3.性能差异

• SemaphoreSlim：

  • 在无竞争或轻度竞争时，完全在用户态运行，无系统调用。
  • 即使有竞争，也先自旋（SpinWait），失败后才使用轻量内核事件。
  • 延迟低、吞吐高。

• Semaphore：

  • 每次 WaitOne() / Release() 都触发内核模式切换（约 1000~3000 纳秒开销）。
  • 适合低频、长时间持有的场景。

性能测试表明：在高频短临界区场景，SemaphoreSlim 比 Semaphore 快 5~10 倍以上。

4.API 差异

三、使用示例对比

✅ 场景：限制并发 HTTP 请求（推荐用SemaphoreSlim）

// 使用 SemaphoreSlim（支持异步）
private static readonly SemaphoreSlim _throttle = new SemaphoreSlim(5, 5);

public async Task<string> FetchDataAsync(string url)
{
    await _throttle.WaitAsync(); // 异步等待，不占线程
    try
    {
        using var client = new HttpClient();
      http://www.chinasem.cn  return await client.GetStringAsync(url);
    }
    finallphpy
    {
        _throttle.Release();
    }
}

✅ 高效、不阻塞线程池线程，适合 ASP.NET Core 等高并发环境。

✅ 场景：两个进程共享最多 2 个数据库连接（必须用Semaphore）

进程 A：

var sem = new Semaphore(2, 2, "Global\\DBConnectionPool");
sem.WaitOne();
// 使用数据库连接...
sem.Release();

进程 B：

var sem = Semaphore.OpenExisting("Global\\DBConnectionPool");
sem.WaitOne();
// 使用数据库连接...
sem.Release();

✅ 只有 Semaphore 能跨进程协调资源。

四、如何选择？

五、注意事项

1.SemaphoreSlim不是线程安全的“计数器”

• 它只控制进入数量，不保证操作原子性。
• 临界区内仍需其他同步机制（如 lock）保护共享数据。

2.避免在SemaphoreSlim中阻塞线程

// ❌ 错误：在 WaitAsync 后又同步阻塞
await _sem.WaitAsync();
Thread.Sleep(1000); // 浪费线程！应使用 await Task.Delay(1000)

3.Release()调用次数不能超过Wait()

• 否则会抛出 SemaphoreFullException。
• 建议始终用 try/finally 包裹。

✅ 总结

默认选择 SemaphoreSlim；只有需要跨进程时才用 Semaphore。

到此这篇关于C# Semaphore与SemaphoreSlim区别小结的文章就介绍到这了,更多相关C# Semaphore SemaphoreSlim内容请搜索China编程(www.chinasem.cn)以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持China编程(www.chinasem.cn)！