Java并發(fā)編程之Semaphore（信號量）詳解及實(shí)例

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概述

通常情況下，可能有多個(gè)線程同時(shí)訪問數(shù)目很少的資源，如客戶端建立了若干個(gè)線程同時(shí)訪問同一數(shù)據(jù)庫，這勢必會(huì)造成服務(wù)端資源被耗盡的地步，那么怎樣能夠有效的來控制不可預(yù)知的接入量呢？及在同一時(shí)刻只能獲得指定數(shù)目的數(shù)據(jù)庫連接，在JDK1.5 java.util.concurrent 包中引入了Semaphore（信號量），信號量是在簡單上鎖的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的,相當(dāng)于能令線程安全執(zhí)行，并初始化為可用資源個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)器，通常用于限制可以訪問某些資源（物理或邏輯的）的線程數(shù)目。例如我們可以將一個(gè)信號量初始化為可獲得的數(shù)據(jù)庫連接個(gè)數(shù)。一旦某個(gè)線程獲得了信號量，可獲得的數(shù)據(jù)庫連接數(shù)減1。線程消耗完資源并釋放該資源時(shí)，計(jì)數(shù)器就會(huì)加1。當(dāng)信號量控制的所有資源都已被占用時(shí)，若有線程試圖訪問此信號量，則會(huì)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直到有可用資源被釋放。簡單理解就是：如去銀行辦理業(yè)務(wù)，只有6個(gè)窗口，所以可同時(shí)給6個(gè)客戶辦理業(yè)務(wù)，其他客戶只能等待，當(dāng)有其中一個(gè)窗口辦理完業(yè)務(wù)時(shí)就會(huì)通知下一個(gè)客戶辦理。

主要方法

1、構(gòu)造方法

      Semaphore提供了一個(gè)帶有boolean參數(shù)的構(gòu)造方法，true代表公平鎖，false代表非公平鎖，默認(rèn)實(shí)現(xiàn)是非公平鎖

• Semaphore(int permits) //創(chuàng)建具有給定許可數(shù)的非公平Semaphore
• Semaphore(int permits, boolean fair) //創(chuàng)建具有給定許可數(shù)的公平（true）或非公平（false）Semaphore
  

2、普通方法

• public void acquire() //從此信號量獲取一個(gè)許可，在提供一個(gè)許可前一直將線程阻塞，否則線程被 中斷
• public void acquire(int permits) //從此信號量獲取給定數(shù)目的許可，在提供這些許可前一直將線程阻塞，或者線程已被中斷
• public void release() //釋放一個(gè)許可，將可用的許可數(shù)增加 1
• public void release(int permits) //釋放給定數(shù)目的許可，將其返回到信號量
• public boolean isFair() //如果此信號量的公平設(shè)置為 true，則返回 true
  

3、 我們來模擬客戶在銀行辦理業(yè)務(wù)的場景示例

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class BankService {

  public static void main(String[] args) {
   Runnable customer = new Runnable() {
     final Semaphore availableWindow = new Semaphore(5, true);
     int count = 1;
     @Override
     public void run() {
      int time = (int) (Math.random() * 10 + 3);
      int num = count++;
      try {
        availableWindow.acquire();
        System.out.println("正在為第【" + num + "】個(gè)客戶辦理業(yè)務(wù)，需要時(shí)間：" + time + "s！");
        Thread.sleep(time * 1000);
        if (availableWindow.hasQueuedThreads()) {
         System.out.println("第【" + num + "】個(gè)客戶已辦理完業(yè)務(wù)，有請下一位！");
        } else {
         System.out.println("第【" + num + "】個(gè)客戶已辦理完業(yè)務(wù)，沒有客戶了，休息中！");
        }
        availableWindow.release();
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
     }
   };

   for (int i = 1; i < 10; i++) {
     new Thread(customer).start();
   }
  }
}

4、運(yùn)行結(jié)果

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