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概念
Semaphore 是一個計數信號量，必須由獲取它的線程釋放。
常用於限制可以訪問某些資源的線程數量，例如通過 Semaphore 限流。
主要方法摘要
// 非公平構造函數 創建具有給定的許可數和非公平的公平設置的 Semaphore。
Semaphore(int permits)
// 公平構造函數 創建具有給定的許可數和給定的公平設置的 Semaphore。
Semaphore(int permits, boolean fair)
// 從此信號量獲取一個許可，在提供一個許可前一直將線程阻塞，否則線程被中斷。
void acquire()
// 從此信號量獲取給定數目的許可，在提供這些許可前一直將線程阻塞，或者線程已被中斷。
void acquire(int permits)
// 從此信號量中獲取許可，在有可用的許可前將其阻塞。
void acquireUninterruptibly()
// 從此信號量獲取給定數目的許可，在提供這些許可前一直將線程阻塞。
void acquireUninterruptibly(int permits)
// 返回此信號量中當前可用的許可數。
int availablePermits()
// 獲取並返回立即可用的所有許可。
int drainPermits()
// 返回一個 collection，包含可能等待獲取的線程。
protected Collection<Thread> getQueuedThreads()
// 返回正在等待獲取的線程的估計數目。
int getQueueLength()
// 查詢是否有線程正在等待獲取。
boolean hasQueuedThreads()
// 如果此信號量的公平設置爲 true，則返回 true。
boolean isFair()
// 根據指定的縮減量減小可用許可的數目。
protected void reducePermits(int reduction)
// 釋放一個許可，將其返回給信號量。在釋放許可之前，必須先獲獲得許可
void release()
// 釋放給定數目的許可，將其返回到信號量。
void release(int permits)
// 返回標識此信號量的字符串，以及信號量的狀態。
String toString()
// 嘗試獲取一個許可，若獲取成功返回true，若獲取失敗返回false, 僅在調用時此信號量存在一個可用許可，才從信號量獲取許可。
boolean tryAcquire()
// 僅在調用時此信號量中有給定數目的許可時，才從此信號量中獲取這些許可。
boolean tryAcquire(int permits)
// 如果在給定的等待時間內此信號量有可用的所有許可，並且當前線程未被中斷，則從此信號量獲取給定數目的許可。
boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)
// 如果在給定的等待時間內，此信號量有可用的許可並且當前線程未被中斷，則從此信號量獲取一個許可。
boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)
上面是基本常見的方法，Semaphore底層是由AQS和Uasafe完成的,調用的是
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
// See below for intrinsics setup to support this
return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}
步驟
- 初始化
- 增加
- 減少
示例
public class SemaphoreDemo {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
//信號量，只允許 3個線程同時訪問
final Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
for (int i=0;i<10;i++){
final long num = i;
executorService.submit(new Runnable() {
public void run() {
try {
//獲取許可
semaphore.acquire();
//執行
System.out.println("執行: " + num);
Thread.sleep(new Random().nextInt(5000)); // 模擬隨機執行時長
//釋放
semaphore.release();
System.out.println("釋放..." + num);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
executorService.shutdown();
}
}
總結
Semaphore主要用於控制當前活動線程數目，就如同停車場系統一般，而Semaphore則相當於看守的人，用於控制總共允許停車的停車位的個數，而對於每輛車來說就如同一個線程，線程需要通過acquire()方法獲取許可，而release()釋放許可。如果許可數達到最大活動數，那麼調用acquire()之後，便進入等待隊列，等待已獲得許可的線程釋放許可，從而使得多線程能夠合理的運行。
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