Java并发编程之java.util.concurrent包——Semaphore篇

概念

  • 信号量Semaphore一般用来表示可用资源的个数,相当于一个计数器,可类比生活中停车场牌子上面显示的停车场剩余车位数量。

  • 当有车开进去的时候, 就相当于申请一个可用资源,可用车位就 -1 (这个称为信号量的 P 操作)
    当有车开出来的时候, 就相当于释放一个可用资源, 可用车位就 +1 (这个称为信号量的 V 操作)

  • 如果计数器的值已经为 0 了,还尝试申请资源,就会阻塞等待,直到有其他线程释放资源(计数器的值是大于等于0的)

默认构造方法

 public Semaphore(int permits){
    
    }

信号量:permits

重要方法

//申请资源,计数器值=0,则阻塞
public void acquire() throws InterruptedException {
    
    }
//释放资源
public void release() {
    
    }

1、类Semaphore的构造函数permits 是许可的意思,代表同一时间,最多允许permits执行acquire() 和release() 之间的代码。
例如:

Semaphore semaphore = new Semaphore(1);

表示同一时间内最多只允许1个线程执行 acquire()和release()之间的代码。
2、方法acquire(n) 的功能是每调用1次此方法,就消耗掉n个许可。
3、方法release(n) 的功能是每调用1次此方法,就动态添加n个许可。
4、方法acquireUnnterruptibly()作用是是等待进入acquire() 方法的线程不允许被中断。
5、方法availablePermits() 返回Semaphore对象中当前可以用的许可数。
6、方法drainPermits() 获取并返回所有的许可个数,并且将可用的许可重置为0
7、方法 getQueueLength() 的作用是取得等待的许可的线程个数
8、方法 hasQueueThreads() 的作用是判断有没有线程在等待这个许可
9、公平和非公平信号量:
有些时候获取许可的的顺序与线程启动的顺序有关,这是的信号量就要分为公平和非公平的。所谓的公平信号量是获得锁的顺序与线程启动的顺序有关,但不代表100%获得信号量,仅仅是在概率上能保证,而非公平信号量就是无关的。
例如:

Semaphore semaphore = new Semaphore(1false);

False:表示非公平信号量,即线程启动的顺序与调用semaphore.acquire() 的顺序无关,也就是线程先启动了并不代表先获得 许可。
True:公平信号量,即线程启动的顺序与调用semaphore.acquire() 的顺序有关,也就是先启动的线程优先获得许可。
10、方法tryAcquire() 的作用是尝试获取1个许可。如果获取不到则返回false,通常与if语句结合使用,其具有无阻塞的特点。无阻塞的特点可以使不至于在同步处于一直持续等待的状态。
11、方法tryAcquire(n) 的作用是尝试获取n个许可,如果获取不到则返回false
12、方法tryAcquire(long timeout,TimeUnit unit)的作用是在指定的时间内尝试获取1个许可,如果获取不到则返回false
13、方法tryAcquire(int permits,long timeout,TimeUnit unit) 的作用是在指定的时间内尝试获取n 个许可,如果获取不到则返回false
14、多进路-多处理-多出路:允许多个线程同时处理任务

###测试使用

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Test {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        Runnable runnable = new Runnable() {
    
    
            @Override
            public void run() {
    
    
                try {
    
    
                    System.out.println("准备申请资源");
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println("申请资源成功");
                    // 申请到资源之后休眠1秒
                    Thread.sleep(1000);
                    semaphore.release();
                    // 释放资源
                    System.out.println("释放资源完毕");
                } catch (InterruptedException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };

        // 创建15个线程,让这 15 个线程来分别去尝试申请资源
        for (int i = 0; i < 15; i++) {
    
    
            Thread t = new Thread(runnable);
            t.start();
        }
    }
}

运行结果如下:
在这里插入图片描述
可以看到,由于资源数为3,所以前3个线程申请资源后很容易成功,而之后的线程就没有资源可以申请了,只能等到前3个线程把资源释放出来后再申请
信号量相当于是锁的升级版本,锁只能控制一个资源的有无,而信号量可以控制很多个资源的有无

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