java多线程（三）-同步工具Semaphore

       Semaphore也是一个线程同步的辅助类，可以维护当前访问自身的线程个数，并提供了同步机制。使用Semaphore可以控制同时访问资源的线程个数，例如，实现一个文件允许的并发访问数。
Semaphore的主要方法摘要：
　　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。

代码实例：

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);			
		}
	}

}

效果部分截图：

                                                   

       单个信号量的Semaphore对象可以实现互斥锁的功能，并且可以是由一个线程获得了“锁”，再由另一个线程释放“锁”，这可应用于死锁恢复的一些场合。

如下情景：现成程序中的Test类中有10个线程来消费生成者产生的数据，这些消费者都调用TestDo.doSome()方法去进行处理，故每个消费者都需要一秒才能处理完，程序应保证这些消费者线程依次有序地消费数据，只有上一个消费者消费完后，下一个消费者才能消费数据，下一个消费者是谁都可以，但要保证这些消费者线程拿到的数据是有顺序的。

代码如下：

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.SynchronousQueue;

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		final Semaphore semaphore = new Semaphore(1);
		final SynchronousQueue<String> queue = new SynchronousQueue<String>();
		for(int i=0;i<10;i++){
			new Thread(new Runnable(){
				@Override
				public void run() {	
					try {
						//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。
						semaphore.acquire();
					
						String input = queue.take();
						String output = TestDo.doSome(input);
						System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + output);
						//释放一个许可，将其返回给信号量。						
						semaphore.release();
					
					} catch (InterruptedException e) {
						// TODO Auto-generated catch block
						e.printStackTrace();
					}	
				}
			}).start();
		}
		
		System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));
		for(int i=0;i<10;i++){  
			String input = i+"";  
			try {
				//加入到队列
			
				queue.put(input);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

class TestDo {
	public static String doSome(String input){
		
		try {
			Thread.sleep(1000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		String output = input + ":"+ (System.currentTimeMillis() / 1000);
		return output;
	}
}

效果图：

                                     

另外线程的其他同步工具有CyclicBarrier，CountDownLatch，Exchanger以及同步集合（并发集合）在java.util.concurrent包下的ConcurrentHashMap，CopyOnWriteArrayList，CopeyOnWriteArraySet。