转:【Java并发编程】之二十三:并发新特性—信号量Semaphore(含代码)

时间:2021-07-03 20:51:49

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    操作系统中,信号量是个很重要的概念,它在控制进程间的协作方面有着非常重要的作用,通过对信号量的不同操作,可以分别实现进程间的互斥与同步。当然它也可以用于多线程的控制,我们完全可以通过使用信号量来自定义实现类似Java中的synchronized、wait、notify机制。

    Java并发包中的信号量Semaphore实际上是一个功能完毕的计数信号量,从概念上讲,它维护了一个许可集合,对控制一定资源的消费与回收有着很重要的意义。Semaphore可以控制某个资源被同时访问的任务数,它通过acquire()获取一个许可,release()释放一个许可。如果被同时访问的任务数已满,则其他acquire的任务进入等待状态,直到有一个任务被release掉,它才能得到许可。

    下面给出一个采用Semaphore控制并发访问数量的示例程序:

 

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  1. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
  2. import java.util.concurrent.Executors;  
  3. import java.util.concurrent.Semaphore;  
  4. public class SemaphoreTest{  
  5.     public static void main(String[] args) {  
  6.     //采用新特性来启动和管理线程——内部使用线程池  
  7.     ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();  
  8.     //只允许5个线程同时访问  
  9.     final Semaphore semp = new Semaphore(5);  
  10.     //模拟10个客户端访问  
  11.     for (int index = 0; index < 10; index++){  
  12.         final int num = index;  
  13.         Runnable run = new Runnable() {  
  14.             public void run() {  
  15.                 try {  
  16.                     //获取许可  
  17.                     semp.acquire();  
  18.                     System.out.println("线程" +   
  19.                         Thread.currentThread().getName() + "获得许可:"  + num);  
  20.                     //模拟耗时的任务  
  21.                     for (int i = 0; i < 999999; i++) ;  
  22.                     //释放许可  
  23.                     semp.release();  
  24.                     System.out.println("线程" +   
  25.                         Thread.currentThread().getName() + "释放许可:"  + num);  
  26.                     System.out.println("当前允许进入的任务个数:" +  
  27.                         semp.availablePermits());  
  28.                 }catch(InterruptedException e){  
  29.                     e.printStackTrace();  
  30.                 }  
  31.             }  
  32.         };  
  33.           exec.execute(run);  
  34.     }  
  35.     //关闭线程池  
  36.     exec.shutdown();  
  37.     }  
  38. }  

    某次执行的结果如下:

线程pool-1-thread-1获得许可:0
线程pool-1-thread-1释放许可:0
当前允许进入的任务个数:5
线程pool-1-thread-2获得许可:1
线程pool-1-thread-6获得许可:5
线程pool-1-thread-4获得许可:3
线程pool-1-thread-8获得许可:7
线程pool-1-thread-2释放许可:1
当前允许进入的任务个数:2
线程pool-1-thread-5获得许可:4
线程pool-1-thread-8释放许可:7
线程pool-1-thread-3获得许可:2
线程pool-1-thread-4释放许可:3
线程pool-1-thread-10获得许可:9
线程pool-1-thread-6释放许可:5
线程pool-1-thread-10释放许可:9
当前允许进入的任务个数:2
线程pool-1-thread-3释放许可:2
当前允许进入的任务个数:1
线程pool-1-thread-5释放许可:4
当前允许进入的任务个数:3
线程pool-1-thread-7获得许可:6
线程pool-1-thread-9获得许可:8
线程pool-1-thread-7释放许可:6
当前允许进入的任务个数:5
当前允许进入的任务个数:3
当前允许进入的任务个数:3
当前允许进入的任务个数:3
线程pool-1-thread-9释放许可:8
当前允许进入的任务个数:5

    可以看出,Semaphore允许并发访问的任务数一直为5,当然,这里还很容易看出一点,就是Semaphore仅仅是对资源的并发访问的任务数进行监控,而不会保证线程安全,因此,在访问的时候,要自己控制线程的安全访问。