多线程（18）如何控制某个方法允许并发访问线程的数量

深碍√TFBOYSˉ_ 2024-04-24 23:08 48阅读 0赞

在Java中，控制对某个方法允许并发访问线程的数量，常用的工具类是`Semaphore`。`Semaphore`用于控制同时访问特定资源的操作数量，通过维护一组许可(permits)。每个`acquire()`方法调用都会阻塞，直到获得一个可用的许可。每个`release()`方法调用都会释放许可，从而可能释放一个阻塞的`acquire()`方法调用者。这样，可以限制并发访问资源的线程数量。

以下是使用`Semaphore`进行控制的一个示例，包括源码分析和代码演示：

#### 示例代码 ####

假设我们需要控制一个方法，让它最多只能被5个线程同时访问。

import java.util.concurrent.Semaphore;
    
    public class ControlledAccess {
        
    
        // 初始化Semaphore对象，设置permits的数量为5
        private final Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
    
        public void controlledMethod() {
        
            try {
        
                // 请求Semaphore许可，如果许可不足则等待
                semaphore.acquire();
                
                // 访问受限制的方法区域
                System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is inside the controlled method.");
                // 模拟方法执行时间
                Thread.sleep(1000);
                
            } catch (InterruptedException e) {
        
                Thread.currentThread().interrupt();
            } finally {
        
                // 释放Semaphore许可，允许其他线程申请许可进入方法
                semaphore.release();
                System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is leaving the controlled method.");
            }
        }
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ControlledAccess controlledAccess = new ControlledAccess();
    
            // 创建多线程模拟并发访问
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
        
                new Thread(controlledAccess::controlledMethod).start();
            }
        }
    }

#### 源码分析 ####

在上面的代码中，我们创建了一个`Semaphore`实例，并给它分配了5个许可。这意味着同时最多只有5个线程能够进入`controlledMethod()`方法。

##### `semaphore.acquire()` #####

在方法的开始调用`semaphore.acquire()`来获取一个许可。如果当前没有许可可用，那么进入该方法的线程将被阻塞，直到有其他线程释放一个许可。

##### `semaphore.release()` #####

在`finally`块中调用`semaphore.release()`来释放许可。即使方法中途发生异常，也能保证许可被释放，防止其他线程无法进入方法区域。

#### 细节说明 ####

*  调用`acquire()`方法时，如果许可不足，则当前线程会阻塞。这个过程是公平的，即按照线程请求许可的顺序来分配许可。
 *  `Semaphore`类还提供了`tryAcquire()`方法，它尝试获取许可，如果成功则立即返回`true`，否则返回`false`。这个方法不会造成线程等待。
 *  `Semaphore`还包含一个构造函数，允许你指定公平性设置。如果设置为`true`，那么长时间等待的线程会优先获得许可。

#### 注意事项 ####

*  在使用`Semaphore`时，每个`acquire()`必须与`release()`配对使用，否则可能导致其他线程永久等待。
 *  在`finally`块中释放许可，确保即使方法执行时发生异常，许可也会被释放。
 *  如果`acquire()`在`try`块之外调用，那么应该在`release()`前检查是否已经真正获取了许可。

通过上述方法，你可以有效地控制对某个资源的并发访问线程数量，这对于资源管理和系统稳定性至关重要。