Java编程线程间通信与信号量代码示例

时间:2022-01-22 06:33:37

1.信号量Semaphore

先说说Semaphore,Semaphore可以控制某个资源可被同时访问的个数,通过acquire()获取一个许可,如果没有就等待,而release()释放一个许可。一般用于控制并发线程数,及线程间互斥。另外重入锁ReentrantLock也可以实现该功能,但实现上要复杂些。

功能就类似厕所有5个坑,假如有10个人要上厕所,那么同时只能有多少个人去上厕所呢?同时只能有5个人能够占用,当5个人中的任何一个人让开后,其中等待的另外5个人中又有一个人可以占用了。另外等待的5个人中可以是随机获得优先机会,也可以是按照先来后到的顺序获得机会。

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。

例子:

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/**
 * @Description:
 * @param @param args
 * @return void 返回类型
 */
public static void main(String[] args) {
  // 线程池
  ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
  // 只能5个线程同时访问
  final Semaphore semp = new Semaphore(5);
  // 模拟20个客户端访问
  for (int index = 0; index < 20; index++) {
    final int NO = index;
    Runnable run = new Runnable() {
      public void run() {
        try {
          // 获取许可
          semp.acquire();
          System.out.println("获得Accessing: " + NO);
          Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
          // 访问完后,释放
          semp.release();
          System.out.println("剩余可用信号-----------------"
              + semp.availablePermits());
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
    };
    exec.execute(run);
  }
  // 退出线程池
  exec.shutdown();
}

输出结果(可以想想为什么会这样输出):

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获得Accessing: 1
获得Accessing: 5
获得Accessing: 2
获得Accessing: 3
获得Accessing: 0
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 4
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 9
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 8
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 6
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 10
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 11
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 12
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 13
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 7
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 15
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 16
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 17
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 14
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 18
剩余可用信号-----------------1
获得Accessing: 19
剩余可用信号-----------------1
剩余可用信号-----------------2
剩余可用信号-----------------3
剩余可用信号-----------------4
剩余可用信号-----------------5

2.使用PIPE作为线程间通信桥梁

Pipe有一个source通道和一个sink通道。数据会被写到sink通道,从source通道读取。一进一出。先作为初步了解怎么使用。

值得注意的是该类在java.nio.channels下,说明该类属于nio方式的数据通信方式,那就使用Buffer来缓冲数据。

Pipe原理的图示:

Java编程线程间通信与信号量代码示例

Pipe就是个空管子,这个空管子一头可以从管子里往外读,一头可以往管子里写

操作流程:

1.首先要有一个对象往这个空管子里面写。写到哪里呢?这个空管子是有一点空间的,就在这个管子里。

写的时候就是写到管子本身包含的这段空间里的。这段空间大小是1024个字节。

2.然后另一个对象才能将这个装满了的管子里的内容读出来。

上代码

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package com.jx.test;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.Pipe;
public class testPipe {
    /**
   * @Description:
   * @param @param args
   * @return void 返回类型
   * @throws IOException
   */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建一个管道
        Pipe pipe = Pipe.open();
        final Pipe.SinkChannel psic = pipe.sink();
        // 要向管道写数据,需要访问sink通道
        final Pipe.SourceChannel psoc = pipe.source();
        // 从读取管道的数据,需要访问source通道
        Thread tPwriter = new Thread() {
            public void run() {
                try {
                    System.out.println("send.....");
                    // 创建一个线程,利用管道的写入口Pipe.SinkChannel类型的psic往管道里写入指定ByteBuffer的内容
                    int res = psic.write(ByteBuffer
                                                      .wrap("Hello,Pipe!测试通讯.....".getBytes("utf-16BE")));
                    System.out.println("send size:" + res);
                }
                catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        ;
        Thread tPreader = new Thread() {
            public void run() {
                int bbufferSize = 1024 * 2;
                ByteBuffer bbuffer = ByteBuffer.allocate(bbufferSize);
                try {
                    System.out.println("recive.....");
                    // 创建一个线程,利用管道的读入口Pipe.SourceChannel类型的psoc将管道里内容读到指定的ByteBuffer中         
                    int res = psoc.read(bbuffer);
                    //数据未
                    System.out.println("recive size:"+res+" Content:" + ByteBufferToString(bbuffer));
                }
                catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        ;
        tPwriter.start();
        tPreader.start();
    }
    /**
   *ByteBuffer--> String的转换函数
   */
    public static String ByteBufferToString(ByteBuffer content) {
        if (content == null || content.limit() <= 0
                        || (content.limit() == content.remaining())) {
            System.out.println("不存在或内容为空!");
            return null;
        }
        int contentSize = content.limit() - content.remaining();
        StringBuffer resultStr = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < contentSize; i += 2) {
            resultStr.append(content.getchar(i));
        }
        return resultStr.toString();
    }
}

总结

以上就是本文关于Java编程线程间通信与信号量代码示例的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题,如有不足之处,欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持!

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