快捷導(dǎo)航

Java信號(hào)量Semaphore原理及代碼實(shí)例

更新時(shí)間：2020年10月19日 09:45:53 作者：cuisuqiang

這篇文章主要介紹了Java信號(hào)量Semaphore原理及代碼實(shí)例,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下

Semaphore 通常用于限制可以訪(fǎng)問(wèn)某些資源（物理或邏輯的）的線(xiàn)程數(shù)目。自從5.0開(kāi)始，jdk在java.util.concurrent包里提供了Semaphore 的官方實(shí)現(xiàn)，因此大家不需要自己去實(shí)現(xiàn)Semaphore。

下面的類(lèi)使用信號(hào)量控制對(duì)內(nèi)容池的訪(fǎng)問(wèn)：

import java.util.concurrent.Semaphore; 
class Pool { 
  private static final int MAX_AVAILABLE = 100; 
  private final Semaphore available = new Semaphore(MAX_AVAILABLE, true); 
  public Object getItem() throws InterruptedException { 
    available.acquire(); // 從此信號(hào)量獲取一個(gè)許可，在提供一個(gè)許可前一直將線(xiàn)程阻塞，否則線(xiàn)程被中斷 
    return getNextAvailableItem(); 
  } 
  public void putItem(Object x) { 
    if (markAsUnused(x)) 
      available.release(); // 釋放一個(gè)許可，將其返回給信號(hào)量 
  } 
  // 僅作示例參考，非真實(shí)數(shù)據(jù) 
  protected Object[] items = null; 
  protected boolean[] used = new boolean[MAX_AVAILABLE]; 
  protected synchronized Object getNextAvailableItem() { 
    for (int i = 0; i < MAX_AVAILABLE; ++i) { 
      if (!used[i]) { 
        used[i] = true; 
        return items[i]; 
      } 
    } 
    return null; 
  } 
  protected synchronized boolean markAsUnused(Object item) { 
    for (int i = 0; i < MAX_AVAILABLE; ++i) { 
      if (item == items[i]) { 
        if (used[i]) { 
          used[i] = false; 
          return true; 
        } else 
          return false; 
      } 
    } 
    return false; 
  } 
}

雖然JDK已經(jīng)提供了相關(guān)實(shí)現(xiàn)，但是還是很有必要去熟悉如何使用Semaphore及其背后的原理。
做一個(gè)簡(jiǎn)單的Semaphore實(shí)現(xiàn)：

class SemaphoreTest { 
  private boolean signal = false; 
  public synchronized void take() { 
    this.signal = true; 
    this.notify(); 
  } 
  public synchronized void release() throws InterruptedException { 
    while (!this.signal) 
      wait(); 
    this.signal = false; 
  } 
}

使用這個(gè)semaphore可以避免錯(cuò)失某些信號(hào)通知。用take方法來(lái)代替notify，release方法來(lái)代替wait。如果某線(xiàn)程在調(diào)用release等待之前調(diào)用take方法，那么調(diào)用release方法的線(xiàn)程仍然知道take方法已經(jīng)被某個(gè)線(xiàn)程調(diào)用過(guò)了，因?yàn)樵揝emaphore內(nèi)部保存了take方法發(fā)出的信號(hào)。而wait和notify方法就沒(méi)有這樣的功能。

可計(jì)數(shù)的Semaphore：

class SemaphoreTest { 
  private int signals = 0; 
  public synchronized void take() { 
    this.signals++; 
    this.notify(); 
  } 
  public synchronized void release() throws InterruptedException { 
    while (this.signals == 0) 
      wait(); 
    this.signals--; 
  } 
}

Semaphore上限：

class SemaphoreTest {
	private int signals = 0;
	private int bound = 0;
	public SemaphoreTest(int upperBound) {
		this.bound = upperBound;
	}
	public synchronized void take() throws InterruptedException {
		while (this.signals == bound)
			wait();
		this.signals++;
		this.notify();
	}
	public synchronized void release() throws InterruptedException {
		while (this.signals == 0)
			wait();
		this.signals--;
		this.notify();
	}
}

當(dāng)已經(jīng)產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)量達(dá)到了上限，take方法將阻塞新的信號(hào)產(chǎn)生請(qǐng)求，直到某個(gè)線(xiàn)程調(diào)用release方法后，被阻塞于take方法的線(xiàn)程才能傳遞自己的信號(hào)。

把Semaphore當(dāng)鎖來(lái)使用：

當(dāng)信號(hào)量的數(shù)量上限是1時(shí)，Semaphore可以被當(dāng)做鎖來(lái)使用。通過(guò)take和release方法來(lái)保護(hù)關(guān)鍵區(qū)域。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

您可能感興趣的文章: