c#中的SemaphoreSlim

SemaphoreSlim 是 .NET 中一个轻量级的同步原语，用于控制对资源池或代码块的并发访问。相比传统的 Semaphore 类，它更适用于进程内同步且支持异步操作，是处理异步/等待模式的理想选择。

核心特性：

轻量级（内存占用约 1/4 的 Semaphore）
支持同步和异步等待（WaitAsync）
无需命名，仅用于进程内同步
性能优化：在 .NET Core+ 中有显著提升
可设置初始许可数和最大许可数

典型应用场景：

限制资源池并发访问（如数据库连接）
API 请求速率控制
批量任务并行度控制
异步流水线中的流量控制

基础使用示例：

// 同步示例：限制最多 3 个并发访问
var semaphore = new SemaphoreSlim(3, 3); 

void AccessResource(int id)
{
    semaphore.Wait();
    try
    {
        Console.WriteLine($"{id} 进入临界区 [{DateTime.Now:HH:mm:ss}]");
        Thread.Sleep(2000); // 模拟工作
    }
    finally
    {
        semaphore.Release();
        Console.WriteLine($"{id} 离开临界区 [{DateTime.Now:HH:mm:ss}]");
    }
}

// 并行测试（5个线程竞争3个许可）
Parallel.For(0, 5, i => AccessResource(i));

异步使用示例（推荐 ASP.NET Core 场景）：

// 异步示例：限制最多 2 个并发 API 请求
var asyncSemaphore = new SemaphoreSlim(2, 2);

async Task CallApiAsync(int requestId)
{
    await asyncSemaphore.WaitAsync();
    try
    {
        Console.WriteLine($"请求 {requestId} 开始处理 [{DateTime.Now:HH:mm:ss}]");
        await Task.Delay(1000); // 模拟 API 调用
        Console.WriteLine($"请求 {requestId} 完成 [{DateTime.Now:HH:mm:ss}]");
    }
    finally
    {
        asyncSemaphore.Release();
    }
}

// 模拟 5 个并发请求
var tasks = Enumerable.Range(1, 5)
                     .Select(i => CallApiAsync(i));
await Task.WhenAll(tasks);

高级技巧：

动态调整许可数：

// 从初始 2 许可扩展到最大 5 许可
var dynamicSemaphore = new SemaphoreSlim(2, 5);

// 需要更多许可时：
if (dynamicSemaphore.CurrentCount < 5)
    dynamicSemaphore.Release(3); // 谨慎操作！

带超时的异步等待：

if (await asyncSemaphore.WaitAsync(TimeSpan.FromSeconds(5)))
{
    // 获取许可成功
}
else
{
    // 超时处理
}

组合使用 CancellationToken：

var cts = new CancellationTokenSource(3000); // 3秒超时
try
{
    await asyncSemaphore.WaitAsync(cts.Token);
}
catch (OperationCanceledException)
{
    // 取消处理
}

最佳实践：