Semaphore实战
简介
Semaphore信号量计数器。和CountDownLatch，CyclicBarrier类似，是多线程协作的工具类，相对于join，wait，notify方法使用起来简单高效。下面我们主要看看它的用法吧！
实战
- 限流。限制线程的并发数。
比如在一个系统中同时只能保证5个用户同时在线。
import java.util.concurrent.Semaphore; /** * @author ：jiaolian * @date ：Created in 2021-03-04 11:13 * @description：Semaphore限流 * @modified By： * 公众号:叫练 */ public class LimitCurrnet { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { //定义20个线程，每次最多只能执行5个线程; Semaphore semaphore = new Semaphore(5); for (int i=0; i<20; i++) { new Thread(()->{ try { //获取凭证 semaphore.acquire(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"登录成功"); Thread.sleep(2000); //释放凭证 semaphore.release(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"用户退出"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }).start(); } } }
如上代码所示：我们定义了20个用户同时访问系统，Semaphore参数是5，表示同时只能有5个用户可以获取凭证，其他用户必须等待直到有在线用户退出。调用semaphore.acquire()表示获取凭证，此时凭证数会减一，调用semaphore.release()表示释放凭证，凭证数会加一，如果系统中有等待的用户，操作此方法会通知等待的一个用户获取凭证成功，执行登录操作。最后打印部分结果如下：证明系统最多能保持5个用户同时在线。
注意：上面举出的这个案例，出个思考题：线程池是否可以实现呢？
- 模拟CyclicBarrier，CountDownLatch重用！
Semaphore可以轻松实现CountDownLatch计数器，CyclicBarrier回环屏障，还记得CountDownLatch用法么？它是个计数器，可以帮我们统计线程执行时间，常用来测试多线程高并发执行接口效率，我们下面用Semaphore模拟多线程主线程等待子线程执行完毕再返回。
import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.Semaphore; /** * @author ：jiaolian * @date ：Created in 2021-03-01 21:04 * @description：信号量测试 * @modified By： * 公众号:叫练 */ public class SemaphoreTest { //定义线程数量; private static final int THREAD_COUNT = 2; //初始化信号量为0，默认是非公平锁 private static Semaphore semaphore = new Semaphore(0,false); private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT); public static void main(String[] args) throws InterruptedException { for (int i=0; i<THREAD_COUNT; i++) { executorService.submit(()->{ try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行"); semaphore.release(); }); } //获取2个信号量 semaphore.acquire(2); System.out.println("主线程执行完毕"); executorService.shutdown(); } }
如上代码所示：我们定义了Semaphore初始化信号量为0，默认是非公平锁，在主线程中用线程池提交2个线程，主线程调用semaphore.acquire(2)表示需要获取两个信号量，但此时初始化信号量为0，此时AQS中的state会是0-2=-2，state值小于0，所以主线程执行这句话会阻塞将其加入AQS同步队列，线程池两个线程等待2秒后会调用semaphore.release()释放2个信号量，此时AQS中的state会自增到0，会通知主线程退出等待继续往下执行。执行结果如下图所示。
有没有发现Semaphore用法可以模拟CountDownLatch，另外Semaphore通过调用acquire，release方法，还可以实现CyclicBarrier功能！我们不举例了。
实现原理
- 相同点：本质上都是计数器，底层是依赖AQS操作state实现。
- 异同点：CountDownLatch是共享锁实现，CyclicBarrier是独占锁实现，CountDownLatch通过调用countDown递减计数器只能使用一次，而CyclicBarrier通过调用await递减计数器可以达到“回环”重复的效果。Semaphore也是共享锁实现，通过调用release计数器是递增的，通过设置信号量可以实现CyclicBarrier，CountDownLatch功能。
总结
今天我们介绍了Semaphore，整理出来希望能对你有帮助，写的比不全，同时还有许多需要修正的地方，希望亲们加以指正和点评，喜欢的请点赞加关注哦。点关注，不迷路，我是【叫练】公众号，微信号【jiaolian123abc】边叫边练。