Java并发--控制并发线程数的Semaphore

青旅半醒 2021-08-13 17:45 480阅读 0赞

### 控制并发线程数的Semaphore ###

Semaphore（信号量）是用来控制同时访问特定资源的线程数量，它通过协调各个线程，以保证合理的使用公共资源。

Semaphore比作是控制流量的红绿灯。比如××马路要限制流量，只允许同时有一百辆车在这条路上行使，其他的都必须在路口等待，所以前一百辆车会看到绿灯，可以开进这条马路，后面的车会看到红灯，不能驶入××马路，但是如果前一百辆中有5辆车已经离开了××马路，那么后面就允许有5辆车驶入马路，这个例子里说的车就是线程，驶入马路就表示线程在执行，离开马路就表示线程执行完成，看见红灯就表示线程被阻塞，不能执行。

应用场景：

Semaphore可以用于做流量控制，特别是公用资源有限的应用场景，比如数据库连接。假如有一个需求，要读取几万个文件的数据，因为都是IO密集型任务，我们可以启动几十个线程并发地读取，但是如果读到内存后，还需要存储到数据库中，而数据库的连接数只有10个，这时我们必须控制只有10个线程同时获取数据库连接保存数据，否则会报错无法获取数据库连接。这个时候，就可以使用Semaphore来做流量控制，如下所示。

package pers.zhang.part6;
    
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.Semaphore;
    
    /** * @author zhang * @date 2020/1/21 - 17:50 * * 测试Semaphore */
    public class SemaphoreTest { 
        private static final int THREAD_COUNT = 30;
        private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);
        private static Semaphore s = new Semaphore(10);
    
        public static void main(String[] args) { 
            for(int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++){ 
                threadPool.execute(() -> { 
                    try { 
                        s.acquire();
                        System.out.println("save data");
                        s.release();
                    } catch (InterruptedException e) { 
                        e.printStackTrace();
                    }
                });
            }
            threadPool.shutdown();
        }
    }

在代码中，虽然有30个线程在执行，但是只允许10个并发执行。Semaphore的构造方法Semaphore（int permits）接受一个整型的数字，表示可用的许可证数量。Semaphore（10）表示允许10个线程获取许可证，也就是最大并发数是10。Semaphore的用法也很简单，首先线程使用Semaphore的acquire()方法获取一个许可证，使用完之后调用release()方法归还许可证。还可以用tryAcquire()方法尝试获取许可证。

### 其他方法 ###

Semaphore还提供一些其他方法，具体如下。

*  **intavailablePermits**()：返回此信号量中当前可用的许可证数。
 *  **intgetQueueLength**()：返回正在等待获取许可证的线程数。
 *  **booleanhasQueuedThreads**()：是否有线程正在等待获取许可证。
 *  **void reducePermits（int reduction）**：减少reduction个许可证，是个protected方法。
 *  **Collection getQueuedThreads()**：返回所有等待获取许可证的线程集合，是个protected方  
    法。