Java多线程--9 信号量Semaphore


        Semaphore是一个计数信号量。Semaphore管理维护了一系列许可证。每个acquire方法阻塞,直到有一个许可证可以获得然后拿走一个许可证;每个release方法增加一个许可证,这可能会释放一个阻塞的acquire方法。然而,其实并没有实际的许可证这个对象,Semaphore只是维持了一个可获得许可证的数量。

        Semaphore 通常用于限制可以访问某些资源(物理或逻辑的)的线程数目。

        执行操作项前,每个线程必须从信号量获取许可证,从而保证可以使用该项。该线程结束后,将项返回到池中并将许可证返回到该信号量,从而允许其他线程获取该项。注意,调用 acquire() 时无法保持同步锁,因为这会阻止将项返回到池中。信号量封装所需的同步,以限制对池的访问,这同维持该池本身一致性所需的同步是分开的。 

        将信号量初始化为 1,使得它在使用时最多只有一个可用的许可证,从而可用作一个相互排斥的锁。这通常也称为二进制信号量,因为它只能有两种状态:一个可用的许可证,或零个可用的许可证。按此方式使用时,二进制信号量具有某种属性(与很多 Lock 实现不同),即可以由线程释放“锁”,而不是由所有者(因为信号量没有所有权的概念)。在某些专门的上下文(如死锁恢复)中这会很有用。 

        此类Semaphore的构造方法可选地接受一个“公平”参数。当设置为 false 时,此类不对线程获取许可的顺序做任何保证。特别地,“闯入”是允许的,也就是说可以在已经等待的线程前为调用 acquire() 的线程分配一个许可,从逻辑上说,就是新线程将自己置于等待线程队列的头部。当公平设置为 true 时,信号量保证对于任何调用获取方法的线程而言,都按照处理它们调用这些方法的顺序(即先进先出;FIFO)来选择线程、获得许可。注意,FIFO 排序必然应用到这些方法内的指定内部执行点。所以,可能某个线程先于另一个线程调用了 acquire,但是却在该线程之后到达排序点,并且从方法返回时也类似。还要注意,非同步的 tryAcquire 方法不使用公平设置,而是使用任意可用的许可。 

        通常,应该将用于控制资源访问的信号量初始化为公平的,以确保所有线程都可访问资源。为其他的种类的同步控制使用信号量时,非公平排序的吞吐量优势通常要比公平考虑更为重要。 


常用方法:


构造方法:

Semaphore(int permits)         创建具有给定的许可数和非公平的公平设置的 Semaphore。 

Semaphore(int permits, boolean fair)         创建具有给定的许可数和给定的公平设置的 Semaphore。

False:表示非公平信号量,即线程启动的顺序与调用semaphore.acquire() 的顺序无关,也就是线程先启动了并不代表先获得 许可。

True:公平信号量,即线程启动的顺序与调用semaphore.acquire() 的顺序有关,也就是先启动的线程优先获得许可。



普通方法:

void acquire()  从此信号量获取一个许可,在提供一个许可前一直将线程阻塞,否则线程被中断。 

int getQueueLength()  返回正在等待获取的线程的估计数目。 

void release()  释放一个许可,将其返回给信号量。



import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  
import java.util.concurrent.Semaphore;  
  
public class SemaphoreDemo {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        // 线程池  
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();  
        // 只能2个线程同时访问  
        final Semaphore semp = new Semaphore(2,true);  
        // 模拟10个客户端访问  
        for (int index = 0; index < 10; index++) {  
            final int NO = index;  
            Runnable run = new Runnable() {  
                public void run() {  
                    try {  
                        // 获取许可  
                        semp.acquire();  
                        //模拟实际业务逻辑
                        System.out.println("Accessing: " + NO + " , length : " + semp.getQueueLength());  
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000));  
                        // 访问完后,释放  
                        semp.release();  
                    } catch (InterruptedException e) {  
                    }  
                }  
            };  
            exec.execute(run);  
        } 
        try {
			Thread.sleep(10);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
        
        System.out.println(semp.getQueueLength());
        
        // 退出线程池  
        exec.shutdown();  
    }  
  
}

打印:

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Accessing: 1 , length : 0

8

Accessing: 2 , length : 7

Accessing: 3 , length : 6

Accessing: 6 , length : 5

Accessing: 7 , length : 4

Accessing: 8 , length : 3

Accessing: 4 , length : 2

Accessing: 5 , length : 1

Accessing: 9 , length : 0




多线程 Semaphore 信号量

2020.11.18 00:23

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