Java并发编程系列之Semaphore详解

Posted 2022-01-10 treeshu

简单介绍

我们以饭店为例，假设饭店只有三个座位，一开始三个座位都是空的。这时如果同时来了三个客人，服务员人允许他们进去用餐，然后对外说暂无座位。后来的客人必须在门口等待，直到有客人离开。这时，如果有一个客人离开，服务员告诉客人，可以进来用餐，如果又有客人离开，则又可以进来客人用餐，如此往复。
在这个饭店中，座位是公共资源，每个人好比一个线程，服务员起的就是信号量的作用。信号量是一个非负整数，表示了当前公共资源的可用数目（在上面的例子中可以用空闲的座位类比信号量），当一个线程要使用公共资源时（在上面的例子中可以用客人比线程），首先要查看信号量，如果信号量的值大于1，则将其减1，然后去占有公共资源。如果信号量的值为0，则线程会将自己阻塞，直到有其它线程释放公共资源。

1、简单介绍Semaphore

a、可用来控制同时访问特定资源的线程数量，以此来达到协调线程工作。
b、维护了一个虚拟的资源池，如果许可为0则线程阻塞等待，直到许可大于0时又可以有机会获取许可了。
c、 内部也有公平锁、非公平锁来访问资源的静态内部类。

2、Semaphore方法

a、public Semaphore(int permits);// 创建一个给定许可数量的信号量对象，且默认以非公平锁方式获取资源
b、public Semaphore(int permits, boolean fair);//创建一个给定许可数量的信号量对象，且是否公平方式由传入的fair布尔参数值决定
c、public void acquire() ;//从此信号量获取一个许可，当许可数量小于零时，则阻塞等待
d、public void acquire(int permits) ;//从此信号量获取permits个许可，当许可数量小于零时，则阻塞等待，但是当阻塞等待的线程被唤醒后发现被中断过的话则会抛InterruptedException异常
e、public void acquireUninterruptibly(int permits) ;从此信号量获取permits个许可，当许可数量小于零时，则阻塞等待，但是当阻塞等待的线程被唤醒后发现被中断过的话则不会抛InterruptedException异常
f、public void release();//释放一个许可
g、public void release(int permits);释放permits个许可
以上只是列出主要方法名，方法详细解释，Semaphore类上面都有注释。就不一一累出来了。

举一个简单例子，帮助我们加深印象

/**
 * @author shuliangzhao
 * @Title: SemaPhoreTest
 * @ProjectName design-parent
 * @Description: TODO
 * @date 2019/6/5 22:50
 */
public class SemaPhoreTest 

    private Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

    class TaskThread implements Runnable

        private int id;

        public TaskThread(int id) 
            this.id = id;
        

        @Override
        public void run() 
            try 
                semaphore.acquire();
                System.out.println("Thread " + id + " is working");
                Thread.sleep(2000);
                semaphore.release();
                System.out.println("Thread " + id + " is over");
             catch (InterruptedException e) 
                e.printStackTrace();
            
        
    

    public static void main(String[] args) 
        SemaPhoreTest semaPhoreTest = new SemaPhoreTest();
        /*for (int i = 0;i<6;i++) 
            Thread thread = new Thread(semaPhoreTest.new TaskThread(i));
            thread.start();
        */
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();//同步队列线程
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(1));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(2));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(3));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(4));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(5));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(6));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(7));
        executorService.shutdown();
    

运行结果