【C#】セマフォ（Semaphore）でスレッドの同時アクセス数を制御する方法

セマフォ（Semaphore）とは

C#のSemaphore（セマフォ）クラスは、クリティカルセクションへ同時にアクセスできるスレッドの数に上限を設定するためのクラスです。データベース接続やファイルハンドルなど、限られたリソースプールへのアクセスを制御したい場面で活用されます。

セマフォは System.Threading.Semaphore 名前空間に属しており、セマフォ機能を実装するために必要なメソッドやプロパティがすべて提供されています。

セマフォの基本的な使い方

C#でセマフォを使用するのは非常にシンプルです。Semaphore オブジェクトのインスタンスを生成するだけで利用できます。コンストラクタには最低でも次の2つの引数を指定します。

• 第1引数（初期カウント）：最初に取得可能なエントリ数
• 第2引数（最大カウント）：同時にアクセスできるエントリの最大数

Semaphoreクラスの主なコンストラクタ

サンプルコード

ここでは、同時実行可能な最大エントリ数を指定し、一部のエントリを予約できるSemaphoreコンストラクタを使用しています。

static Semaphore semaphore = new Semaphore(2, 2);

コード例

using System;
using System.Threading;

namespace Program
{
    class Demo
    {
        static Thread[] t = new Thread[5];
        static Semaphore semaphore = new Semaphore(2, 2);

        static void DoSomething()
        {
            Console.WriteLine("{0} = 待機中", Thread.CurrentThread.Name);
            semaphore.WaitOne();
            Console.WriteLine("{0} 開始！", Thread.CurrentThread.Name);
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine("{0} 解放中...", Thread.CurrentThread.Name);
            semaphore.Release();
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            for (int j = 0; j < 5; j++)
            {
                t[j] = new Thread(DoSomething);
                t[j].Name = "スレッド " + j;
                t[j].Start();
            }
            Console.Read();
        }
    }
}

実行結果

スレッド 2 = 待機中
スレッド 0 = 待機中
スレッド 3 = 待機中
スレッド 1 = 待機中
スレッド 4 = 待機中
スレッド 2 開始！
スレッド 1 開始！
スレッド 2 解放中...
スレッド 1 解放中...
スレッド 4 開始！
スレッド 3 開始！
スレッド 4 解放中...
スレッド 0 開始！
スレッド 3 解放中...
スレッド 0 解放中...

動作のポイント

• WaitOne()：セマフォのエントリを取得します。カウントが0の場合は、他のスレッドがRelease()を呼び出すまでブロックされます。
• Release()：取得していたエントリを解放し、待機中のスレッドがアクセスできるようにします。

この例では最大2スレッドまでしか同時に実行できないため、5つのスレッドのうち2つずつが順番に処理され、残りは待機状態になる様子が出力から確認できます。このようにセマフォを使うことで、同時アクセス数を柔軟に制御できます。