JAVA多线程提高九:Semaphere同步工具
JAVA多线程提高九:Semaphere同步工具
java 中Semaphere可类比操作系统信号量，硬件资源如IO、内存、磁盘等都是有固定量的，多个程序需要竞争这些资源，没有资源就需要被挂起。
一、类和方法摘要
构造函数：
public Semaphore(int permits)：创建具有给定的许可数和非公平的公平设置的 Semaphore。
-参数 ：
permits – 初始的可用许可数目。此值可能为负数，在这种情况下，必须在授予任何获取前进行释放。
public 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。
-参数：
permits – 初始的可用许可数目。此值可能为负数，在这种情况下，必须在授予任何获取前进行释放。
fair – 如果此信号量保证在争用时按先进先出的顺序授予许可，则为 true；否则为 false。
常用方法：
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。
void release()：释放一个许可，将其返回给信号量。
int availablePermits()：返回此信号量中当前可用的许可数。
boolean hasQueuedThreads()：查询是否有线程正在等待获取。
二、使用技巧
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，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，或零个可用的许可。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。
三、对比线程池
线程池控制的是线程数量，而信号量控制的是并发数量，虽然说看起来一样，但两者还是有区别的。
信号量类似于锁机制，信号量的调用，当达到数量后，线程还是存在的，只是被挂起了而已。而线程池，同时执行的线程数量是固定的，超过了数量的只能等待。
代码示例：
import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.Semaphore; public class SemaphoreTest { public static void main(String[] args) { ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); final Semaphore sp = new Semaphore(3); for(int i=0;i<10;i++){ Runnable runnable = new Runnable(){ public void run(){ try { sp.acquire(); } catch (InterruptedException e1) { e1.printStackTrace(); } System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "进入，当前已有" + (3-sp.availablePermits()) + "个并发"); try { Thread.sleep((long)(Math.random()*10000)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "即将离开"); sp.release(); //下面代码有时候执行不准确，因为其没有和上面的代码合成原子单元 System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + "已离开，当前已有" + (3-sp.availablePermits()) + "个并发"); } }; service.execute(runnable); } } }
输出：
线程pool-1-thread-1进入，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-3进入，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-2进入，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-1即将离开 线程pool-1-thread-1已离开，当前已有2个并发 线程pool-1-thread-4进入，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-3即将离开 线程pool-1-thread-3已离开，当前已有2个并发 线程pool-1-thread-5进入，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-4即将离开 线程pool-1-thread-4已离开，当前已有2个并发 线程pool-1-thread-6进入，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-2即将离开 线程pool-1-thread-2已离开，当前已有2个并发 线程pool-1-thread-7进入，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-7即将离开 线程pool-1-thread-7已离开，当前已有2个并发 线程pool-1-thread-8进入，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-5即将离开 线程pool-1-thread-5已离开，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-9进入，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-6即将离开 线程pool-1-thread-6已离开，当前已有2个并发 线程pool-1-thread-10进入，当前已有3个并发 线程pool-1-thread-8即将离开 线程pool-1-thread-8已离开，当前已有2个并发 线程pool-1-thread-10即将离开 线程pool-1-thread-10已离开，当前已有1个并发 线程pool-1-thread-9即将离开 线程pool-1-thread-9已离开，当前已有0个并发
可以同时有3个线程执行sp.acquire()到sp.release()之间的代码。
参考资料：
<<Java多线程与并发库高级应用>> 张孝祥 视频