java高级之信号灯Semaphore

Posted 2020-12-29 割肉机

 

1、Semaphore概念

Semaphore是Java1.5之后提供的一种同步工具，Semaphore可以维护访问自身线程个数，并提供了同步机制。使用Semaphore可以控制同时访问资源的线程个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而release() 释放一个许可。

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去占用了。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，所以单个信号量的Semaphore对象的功能就和synchronized实现互斥是共同的

 

2、功能扩展

1、Semaphore往往结合线程池使用，比如建立一个固定大小为10的线程池，最多线程并发数为10个，当你提交20个任务到线程池的时候，线程池会安排这10个线程优先接待20个任务中的10个，当优先安排的10个中有完成的会去接待剩下的10个任务中的某一个任务，直到执行完所有任务为止。但是如果此时引入了Semaphore对象，所传的值是5的时候，那么这线程池中10个线程只有5个能够并发执行，此时就做到了限量访问的作用。

 

2、当Semaphore构造方法中传入的参数是1的时候，此时线程并发数最多是1个，即是线程安全的，这种方式也可以做到现场互斥。Java实现互斥线程同步有三种方式synchronized、lock 、单Semaphore

 

3、Semaphore的使用demo如下

 

1.  
   public class SemahoreDemo {
2.  
    
3.  
   public static void main(String[] args) {
4.  
   ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
5.  
    
6.  
   final Semaphore semaphore = new Semaphore(1,true);
7.  
    
8.  
   for(int i=0;i<10;i++){
9.  
   Runnable runnable = new Runnable() {
10.  
    @Override
11.  
    public void run() {
12.  
    try {
13.  
    semaphore.acquire();
14.  
    } catch (InterruptedException e) {
15.  
    e.printStackTrace();
16.  
    }
17.  
     
18.  
    System.err.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"进入，已有"+(3-semaphore.availablePermits())+"并发");
19.  
     
20.  
    try {
21.  
    Thread.sleep((long)(Math.random()*1000));
22.  
    } catch (InterruptedException e) {
23.  
    e.printStackTrace();
24.  
    }
25.  
     
26.  
    System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"即将离开");
27.  
     
28.  
    semaphore.release();
29.  
     
30.  
    System.err.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"已经离开"+"当前并发数："+(3-semaphore.availablePermits()));
31.  
    }
32.  
    };
33.  
     
34.  
    executorService.execute(runnable);
35.  
    }
36.  
     
37.  
    executorService.shutdown();
38.  
     
39.  
    }
40.  
     
41.  
    }