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Java中的Semaphore信號(hào)量簡析

更新時(shí)間：2023年12月16日 09:07:12 作者：小晨想好好學(xué)習(xí)

這篇文章主要介紹了Java中的Semaphore信號(hào)量簡析,Semaphore：信號(hào)量,用來限制能同時(shí)訪問共享資源的線程上限,使用Semaphore實(shí)現(xiàn)簡單連接池,對比享元模式下的實(shí)現(xiàn)(用wait和notify),性能和可讀性要更好,需要的朋友可以參考下

一、是什么？

Semaphore：信號(hào)量，用來限制能同時(shí)訪問共享資源的線程上限

二、簡單使用

public class TestSemaphore {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 創(chuàng)建 semaphore 對象
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        // 2. 10個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    semaphore.acquire();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                try {
                    log.debug("running...");
                    sleep(1);
                    log.debug("end...");
                } finally {
                    semaphore.release();
                }
            }).start();
        }
    }
}

結(jié)果：始終只有三個(gè)線程處于正在運(yùn)行的狀態(tài)

在這里插入圖片描述

三、semaphore應(yīng)用

使用semaphore限流，在訪問高峰期時(shí)，讓請求線程阻塞。當(dāng)然它只適合限制單機(jī)線程數(shù)量，并且是僅限制線程數(shù)，而不是限制資源數(shù)（例如連接數(shù)）
使用Semaphore實(shí)現(xiàn)簡單連接池，對比享元模式下的實(shí)現(xiàn)（用wait和notify），性能和可讀性要更好

class Pool {
    // 1. 連接池大小
    private final int poolSize;
    // 2. 連接對象數(shù)組
    private Connection[] connections;
    // 3. 連接狀態(tài)數(shù)組 0 表示空閑， 1 表示繁忙
    private AtomicIntegerArray states;
    private Semaphore semaphore;
    // 4. 構(gòu)造方法初始化
    public Pool(int poolSize) {
        this.poolSize = poolSize;
        // 讓許可數(shù)與資源數(shù)一致
        this.semaphore = new Semaphore(poolSize);
        this.connections = new Connection[poolSize];
        this.states = new AtomicIntegerArray(new int[poolSize]);
        for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
            connections[i] = new MockConnection("連接" + (i+1));
        }
    }
    // 5. 借連接
    public Connection borrow() {// t1, t2, t3
        // 獲取許可
        try {
            semaphore.acquire(); // 沒有許可的線程，在此等待
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
            // 獲取空閑連接
            if(states.get(i) == 0) {
                if (states.compareAndSet(i, 0, 1)) {
                    log.debug("borrow {}", connections[i]);
                    return connections[i];
                }
            }
        }
        // 不會(huì)執(zhí)行到這里
        return null;
    }
    // 6. 歸還連接
    public void free(Connection conn) {
        for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
            if (connections[i] == conn) {
                states.set(i, 0);
                log.debug("free {}", conn);
                semaphore.release();
                break;
            }
        }
    }
}