识别以下基于Monitor实现的Semaphore代码中的缺陷

先看给出的自定义信号量实现代码：

public class MySemaphore
{
    private object _mutex = new object();
    private int _currAvail;

    public MySemaphore(int capacity)
    {
        _currAvail​ = capacity;
    }

    public void Wait()
    {
        lock (_mutex)
        {
            if (_currAvail == 0) Monitor.Wait(_mutex);
            _currAvail--;
        }
    }

    public void Signal()
    {
        lock (_mutex) {
            _currAvail​++;
            Monitor.Pulse(_mutex);
        }
    }
}

核心缺陷 #

• 虚假唤醒导致许可过度消耗：Wait方法中用if (_currAvail == 0)判断是否等待是错误的。Monitor.Wait可能被虚假唤醒（即使未调用Pulse/PulseAll，线程也可能被唤醒），或者当一个线程被Pulse唤醒后，另一个线程可能先获取锁并消耗了刚释放的许可，此时当前线程的_currAvail已回到0，但代码会直接执行_currAvail--，导致_currAvail变成负数，信号量许可被非法超额占用。正确做法是用while循环持续检查条件：

  while (_currAvail == 0) Monitor.Wait(_mutex);
  

• 缺少参数合法性校验：构造函数未对capacity参数做校验，如果传入负数，_currAvail初始值为负，会导致Wait方法一开始就允许线程无限制消耗许可，完全违背信号量的设计意图。应该在构造函数中添加校验：

  if (capacity < 0) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(capacity), "信号量容量不能为负数");
  _currAvail = capacity;
  

次要问题 #

• Signal方法唤醒策略的局限性：Monitor.Pulse只会唤醒等待队列中的一个线程，这本身符合信号量释放一个许可的逻辑，但如果存在多个线程等待，Pulse的唤醒机制无法保证公平性（无法确保等待最久的线程被优先唤醒），不过这属于实现细节层面的问题，不影响核心功能的正确性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ujjwal27