面试题：C#中信号量与互斥锁在多线程场景下的应用区别

区别

资源访问数量限制
- 信号量：可控制同时访问某一资源或代码段的线程数量，允许多个线程同时进入临界区。例如Semaphore可设置初始信号量数量，SemaphoreSlim更是轻量级，适合高频率信号量操作场景。
- 互斥锁：同一时间只允许一个线程进入临界区，用于保护共享资源不被多个线程同时访问。
线程所有权
- 信号量：不具有线程所有权概念，任何线程获取信号量后，其他线程都可尝试获取。
- 互斥锁：获取锁的线程拥有该锁，只有拥有锁的线程才能释放它，避免其他线程意外释放。
跨进程使用
- 信号量：可用于进程间同步，能在不同进程中共享资源访问控制。
- 互斥锁：主要用于同一进程内线程间同步，虽然也能跨进程，但使用场景相对较少。

应用场景举例

优先选择信号量
- 场景：如数据库连接池场景，假设连接池有10个连接，同时允许10个线程获取连接进行数据库操作。
- 代码示例：

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    private static SemaphoreSlim _semaphore = new SemaphoreSlim(10, 10);

    static void Main()
    {
        for (int i = 0; i < 20; i++)
        {
            new Thread(AccessDatabase).Start();
        }
        Console.ReadKey();
    }

    static void AccessDatabase()
    {
        _semaphore.Wait();
        try
        {
            Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} 获取到连接，开始操作数据库");
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} 操作数据库完成，释放连接");
        }
        finally
        {
            _semaphore.Release();
        }
    }
}

优先选择互斥锁
- 场景：例如单例模式下，确保全局只有一个实例被创建，在创建实例过程中使用互斥锁防止多个线程同时创建实例。
- 代码示例：

using System;
using System.Threading;

class Singleton
{
    private static Singleton _instance;
    private static Mutex _mutex = new Mutex();

    private Singleton() { }

    public static Singleton GetInstance()
    {
        _mutex.WaitOne();
        try
        {
            if (_instance == null)
            {
                _instance = new Singleton();
            }
            return _instance;
        }
        finally
        {
            _mutex.ReleaseMutex();
        }
    }
}

面试题：C#中信号量与互斥锁在多线程场景下的应用区别

知识考点

面试题答案

区别

应用场景举例