Java并发编程 - AQS 之 Semaphore(一)

Semaphore是java并发包里面的一个工具类,我们限制可以访问某些资源的线程数目就可以使用Semaphore了。这篇文章将对Semaphore的概念和使用进行一个详解。

 

一、概念理解

官方是这样解释的:

Semaphore用于限制可以访问某些资源(物理或逻辑的)的线程数目,他维护了一个许可证集合,有多少资源需要限制就维护多少许可证集合,假如这里有N个资源,那就对应于N个许可证,同一时刻也只能有N个线程访问。一个线程获取许可证就调用acquire方法,用完了释放资源就调用release方法。

不过这样的解释实在有点抽象,现在用我自己的话来解释一下:

相信在学生时代都去餐厅打过饭,假如有3个窗口可以打饭,同一时刻也只能有3名同学打饭。第四个人来了之后就必须在外面等着,只要有打饭的同学好了,就可以去相应的窗口了。

比如说这张图,就全是了Semaphore的基本使用。认识一个知识点的最好方式就是直接去使用,我们干脆直接上代码来看看如何使用。

二、代码使用

这个案例使用的就是我们之前的小例子,也就是去餐厅打饭的案例。

我们先看Test类:

在这个代码中我们看到,主要是new了一个Semaphore,然后赋给每一位同学Student,接下来我们就来好好看看Student线程是如何实现的。

在这个Student类中我们最主要看run方法的实现,首先我们通过acquire获取了当前窗口的许可,然后休眠3秒代表打饭,最后在finally使用release方法释放这个窗口许可证。代码很简单,原理很清楚,我们测试一波:

这个结果你也看到了,基本上同一时刻只能有三个学生在窗口旁边。

在这里你可能有一个疑问了,Semaphore好像和synchronized关键字没什么区别,都可以实现同步,如果是这样那说明我们还没有真正理解jdk的注释,他只是限制了访问某些资源的线程数,其实并没有实现同步,我们可以看一下:

现在我们在获取许可前增加了一条输出语句,也就是能打印出有哪个线程进入了,再去测试一波。

结果很清晰,所以对于Semaphore来说,我们需要记住的其实是资源的互斥而不是资源的同步,在同一时刻是无法保证同步的,但是却可以保证资源的互斥。

三、其他方法

在上面我们使用最基本的acquire方法和release方法就可以实现Semaphore最常见的功能,不过其他方法还是需要我们去了解一下的。

1、acquire(int permits)

从此信号量获取给定数目的许可,在提供这些许可前一直将线程阻塞,或者线程已被中断。就好比是一个学生占两个窗口。这同时也对应了相应的release方法。

2、release(int permits)

释放给定数目的许可,将其返回到信号量。这个是对应于上面的方法,一个学生占几个窗口完事之后还要释放多少

3、availablePermits()

返回此信号量中当前可用的许可数。也就是返回当前还有多少个窗口可用。

4、reducePermits(int reduction)

根据指定的缩减量减小可用许可的数目。

5、hasQueuedThreads()

查询是否有线程正在等待获取资源。

6、getQueueLength()

返回正在等待获取的线程的估计数目。该值仅是估计的数字。

7、tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)

如果在给定的等待时间内此信号量有可用的所有许可,并且当前线程未被中断,则从此信号量获取给定数目的许可。

8、acquireUninterruptibly(int permits)

从此信号量获取给定数目的许可,在提供这些许可前一直将线程阻塞。

基本上常见的使用方法都在这,Semaphore底层是由AQS和Uasafe完成的,篇幅问题在这里不赘述了。感谢各位支持。

发布了1005 篇原创文章 · 获赞 1889 · 访问量 89万+

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/Dream_Weave/article/details/105485981