Java併發程式設計系列之Semaphore詳解

愛在惜緣前發表於2019-06-15
Java程式設計

簡單介紹

我們以飯店為例，假設飯店只有三個座位，一開始三個座位都是空的。這時如果同時來了三個客人，服務員人允許他們進去用餐，然後對外說暫無座位。後來的客人必須在門口等待，直到有客人離開。這時，如果有一個客人離開，服務員告訴客人，可以進來用餐，如果又有客人離開，則又可以進來客人用餐，如此往復。
在這個飯店中，座位是公共資源，每個人好比一個執行緒，服務員起的就是訊號量的作用。訊號量是一個非負整數，表示了當前公共資源的可用數目（在上面的例子中可以用空閒的座位類比訊號量），當一個執行緒要使用公共資源時（在上面的例子中可以用客人比執行緒），首先要檢視訊號量，如果訊號量的值大於1，則將其減1，然後去佔有公共資源。如果訊號量的值為0，則執行緒會將自己阻塞，直到有其它執行緒釋放公共資源。

1、簡單介紹Semaphore

a、可用來控制同時訪問特定資源的執行緒數量，以此來達到協調執行緒工作。
b、維護了一個虛擬的資源池，如果許可為0則執行緒阻塞等待，直到許可大於0時又可以有機會獲取許可了。
c、 內部也有公平鎖、非公平鎖來訪問資源的靜態內部類。

2、Semaphore方法

a、public Semaphore(int permits);// 建立一個給定許可數量的訊號量物件，且預設以非公平鎖方式獲取資源
b、public Semaphore(int permits, boolean fair);//建立一個給定許可數量的訊號量物件，且是否公平方式由傳入的fair布林引數值決定
c、public void acquire() ;//從此訊號量獲取一個許可，當許可數量小於零時，則阻塞等待
d、public void acquire(int permits) ;//從此訊號量獲取permits個許可，當許可數量小於零時，則阻塞等待，但是當阻塞等待的執行緒被喚醒後發現被中斷過的話則會拋InterruptedException異常
e、public void acquireUninterruptibly(int permits) ;從此訊號量獲取permits個許可，當許可數量小於零時，則阻塞等待，但是當阻塞等待的執行緒被喚醒後發現被中斷過的話則不會拋InterruptedException異常
f、public void release();//釋放一個許可
g、public void release(int permits);釋放permits個許可
以上只是列出主要方法名，方法詳細解釋，Semaphore類上面都有註釋。就不一一累出來了。

舉一個簡單例子，幫助我們加深印象

/**
 * @author shuliangzhao
 * @Title: SemaPhoreTest
 * @ProjectName design-parent
 * @Description: TODO
 * @date 2019/6/5 22:50
 */
public class SemaPhoreTest {

    private Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

    class TaskThread implements Runnable{

        private int id;

        public TaskThread(int id) {
            this.id = id;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                semaphore.acquire();
                System.out.println("Thread " + id + " is working");
                Thread.sleep(2000);
                semaphore.release();
                System.out.println("Thread " + id + " is over");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SemaPhoreTest semaPhoreTest = new SemaPhoreTest();
        /*for (int i = 0;i<6;i++) {
            Thread thread = new Thread(semaPhoreTest.new TaskThread(i));
            thread.start();
        }*/
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();//同步佇列執行緒
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(1));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(2));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(3));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(4));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(5));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(6));
        executorService.submit(semaPhoreTest.new TaskThread(7));
        executorService.shutdown();
    }
}

執行結果

 

 

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