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Java中的Semaphore信號(hào)量詳解

更新時(shí)間：2023年12月11日 09:12:13 作者：warybee

這篇文章主要介紹了Java中的Semaphore信號(hào)量詳解,Semaphore（信號(hào)量）是用來控制同時(shí)訪問特定資源的線程數(shù)量,通過協(xié)調(diào)各個(gè)線程以保證合理地使用公共資源,需要的朋友可以參考下

1、介紹

Semaphore（信號(hào)量）是用來控制同時(shí)訪問特定資源的線程數(shù)量，通過協(xié)調(diào)各個(gè)線程以保證合理地使用公共資源。

Semaphore通過使用計(jì)數(shù)器來控制對(duì)共享資源的訪問。如果計(jì)數(shù)器大于0，則允許訪問。

如果為0，則拒絕訪問。計(jì)數(shù)器所計(jì)數(shù)的是允許訪問共享資源的許可。因此，要訪問資源，必須從信號(hào)量中授予線程許可。

2、主要方法

void acquire() ：從信號(hào)量獲取一個(gè)許可，如果無可用許可前將一直阻塞等待，
void acquire(int permits) ：獲取指定數(shù)目的許可，如果無可用許可前也將會(huì)一直阻塞等待
boolean tryAcquire()：從信號(hào)量嘗試獲取一個(gè)許可，如果無可用許可，直接返回false，不會(huì)阻塞
boolean tryAcquire(int permits)：嘗試獲取指定數(shù)目的許可，如果無可用許可直接返回false
boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)：在指定的時(shí)間內(nèi)嘗試從信號(hào)量中獲取許可，如果在指定的時(shí)間內(nèi)獲取成功，返回true，否則返回false
void release()：釋放一個(gè)許可，別忘了在finally中使用，注意：多次調(diào)用該方法，會(huì)使信號(hào)量的許可數(shù)增加，達(dá)到動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的效果，如：初始permits為1，調(diào)用了兩次release，最大許可會(huì)改變?yōu)?
int availablePermits()：獲取當(dāng)前信號(hào)量可用的許可

Semaphore構(gòu)造函數(shù)

 public Semaphore(int permits) {
        sync = new NonfairSync(permits);
    }

public Semaphore(int permits, boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
    }

permits 初始許可數(shù)，也就是最大訪問線程數(shù)
fair 當(dāng)設(shè)置為false時(shí)，創(chuàng)建的信號(hào)量為非公平鎖；當(dāng)設(shè)置為true時(shí)，信號(hào)量是公平鎖

3、Semaphore登錄限流示例

在以下示例中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的登錄隊(duì)列，通過Semaphore來限制系統(tǒng)中的用戶數(shù)：

public static void main(String[] args) {
        //允許最大的登錄數(shù)
        int slots=10;
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(slots);
        LoginQueueUsingSemaphore loginQueue = new LoginQueueUsingSemaphore(slots);
        //線程池模擬登錄
        for (int i = 1; i <= slots; i++) {
            final int num=i;
            executorService.execute(()->{
                 if (loginQueue.tryLogin()){
                     System.out.println("用戶:"+num+"登錄成功！");
                 }else {
                     System.out.println("用戶:"+num+"登錄失?。?);
                 }
            });
        }
        executorService.shutdown();
        System.out.println("當(dāng)前可用許可證數(shù)："+loginQueue.availableSlots());
        //此時(shí)已經(jīng)登錄了10個(gè)用戶，再次登錄的時(shí)候會(huì)返回false
        if (loginQueue.tryLogin()){
            System.out.println("登錄成功！");
        }else {
            System.out.println("系統(tǒng)登錄用戶已滿，登錄失?。?);
        }
        //有用戶退出登錄
        loginQueue.logout();
        //再次登錄
        if (loginQueue.tryLogin()){
            System.out.println("登錄成功！");
        }else {
            System.out.println("系統(tǒng)登錄用戶已滿，登錄失敗！");
        }
    }

class LoginQueueUsingSemaphore{

    private Semaphore semaphore;

    /**
     *
     * @param slotLimit
     */
    public LoginQueueUsingSemaphore(int slotLimit){
        semaphore=new Semaphore(slotLimit);
    }

    boolean tryLogin() {
        //獲取一個(gè)憑證
        return semaphore.tryAcquire();
    }

    void logout() {
        semaphore.release();
    }

    int availableSlots() {
        return semaphore.availablePermits();
    }
}

運(yùn)行結(jié)果：

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