JAVA并发信号量 Semaphore

淩亂°似流年 2022-04-21 15:10 322阅读 0赞

\[b\]\[color=green\]\[size=medium\]Semaphore当前在多线程环境下被扩放使用，操作系统的信号量是个很重要的概念，在进程控制方面都有应用。Java 并发库 的Semaphore 可以很轻松完成信号量控制，Semaphore可以控制某个资源可被同时访问的个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。比如在Windows下可以设置共享文件的最大客户端访问个数。  
  
Semaphore实现的功能就类似厕所有5个坑，假如有10个人要上厕所，那么同时只能有多少个人去上厕所呢？同时只能有5个人能够占用，当5个人中 的任何一个人让开后，其中等待的另外5个人中又有一个人可以占用了。另外等待的5个人中可以是随机获得优先机会，也可以是按照先来后到的顺序获得机会，这取决于构造Semaphore对象时传入的参数选项。单个信号量的Semaphore对象可以实现互斥锁的功能，并且可以是由一个线程获得了“锁”，再由另一个线程释放“锁”，这可应用于死锁恢复的一些场合。  
  
Semaphore维护了当前访问的个数，提供同步机制，控制同时访问的个数。在数据结构中链表可以保存“无限”的节点，用Semaphore可以实现有限大小的链表。另外重入锁 ReentrantLock 也可以实现该功能，但实现上要复杂些。  
  
下面的Demo中申明了一个只有5个许可的Semaphore，而有20个线程要访问这个资源，通过acquire()和release()获取和释放访问许可。\[/size\]\[/color\]\[/b\]

package com.test;
    
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    import java.util.concurrent.Semaphore;
    
    public class TestSemaphore {
       
    
                    public static void main(String[] args) {
       
    
                    // 线程池
    
                    ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
    
                    // 只能5个线程同时访问
    
                    final Semaphore semp = new Semaphore(5);
    
                     // 模拟20个客户端访问
    
                     for (int index = 0; index < 20; index++) {
       
    
                                  final int NO = index;
    
                                  Runnable run = new Runnable() {
       
    
                                                     public void run() {
       
    
                                                                try {
       
    
                                                                        // 获取许可
    
                                                                        semp.acquire();
    
                                                                        System.out.println("Accessing: " + NO);
    
                                                                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
    
                                                                        // 访问完后，释放
    
                                                                        semp.release();
    
                                                                        System.out.println("-----------------"+semp.availablePermits());
    
                                                                } catch (InterruptedException e) {
       
    
                                                                        e.printStackTrace();
    
                                                                }
    
                                                      }
    
                                          };
    
                          exec.execute(run);
    
                 }
    
                 // 退出线程池
    
                 exec.shutdown();
    
           }
    
    }

\[b\]\[color=olive\]\[size=large\]执行结果如下：\[/size\]\[/color\]\[/b\]

Accessing: 0
    
    Accessing: 1
    
    Accessing: 3
    
    Accessing: 4
    
    Accessing: 2
    
    -----------------0
    
    Accessing: 6
    
    -----------------1
    
    Accessing: 7
    
    -----------------1
    
    Accessing: 8
    
    -----------------1
    
    Accessing: 10
    
    -----------------1
    
    Accessing: 9
    
    -----------------1
    
    Accessing: 5
    
    -----------------1
    
    Accessing: 12
    
    -----------------1
    
    Accessing: 11
    
    -----------------1
    
    Accessing: 13
    
    -----------------1
    
    Accessing: 14
    
    -----------------1
    
    Accessing: 15
    
    -----------------1
    
    Accessing: 16
    
    -----------------1
    
    Accessing: 17
    
    -----------------1
    
    Accessing: 18
    
    -----------------1
    
    Accessing: 19