java并发工具类之Semaphore

一.介绍

Semaphore（信号量）是用来控制同时访问特定资源的线程数量，它通过协调各个线程，以保证合理的使用公共资源。通俗的理解就是，Semaphore能够控制并发线程的数量，可以把它比作控制流量的红绿灯，比如说马路要限制流量，只允许同时一百辆汽车在这条路上行驶，其他的都必须在路口等待，所以前一百辆车会看到绿灯，可以开进这条马路，而后面的车则会看到红灯，不能驶入马路，但是如果前一百辆车中有5辆已经驶出马路，那么就允许有5辆车驶入，这里的车则就是线程，驶入线程表示线程执行，离开马路则表示线程执行完成，看见红灯表示线程被堵塞，不能执行。

二.使用

Semaphore可以用于流量控制，特别是公用资源有限的应用场景，比如说数据库连接。

场景：比如说我们有一个需求，要读取几万个文件的数据，因为都是IO密集型的任务，我们可以使用多线程并发读取，但是如果读到内存后，还需要存储到数据库中，而数据库的连接数是有限制的，限制是10，这时候我们就必须控制只有10个线程同时获取数据库的连接来保存，否则就会报错无法获取数据库连接。


public class SemaphoreTest {


    // 线程数量
    private static  final  int  THREAD_NUM= 50;
    private static Executor  threadPool= Executors.newFixedThreadPool(THREAD_NUM);
    private static Semaphore semaphore = new Semaphore(10);


    public static void main(String[] args) {

        // 投寄任务
        for (int i=0 ; i<THREAD_NUM  ; ++i){

            threadPool.execute(()->{
                try {
                    semaphore.acquire(); // 获取许可证
                    System.out.println("save ....");
                    semaphore.release(); // 释放许可证
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
    }
}

这里首先有50个任务投寄给线程池执行，但是只有10个线程能够同时并发执行。

Semaphore 构造方法接受一个整数值，表示可用的许可证数量，Semaphore(10)表示允许10个线程获取许可证。

acquire()方法获取一个许可证。

release()方法是释放一个许可证。如果一直不释放，其他线程只好一直在等着了，就跟一个萝卜一个坑一样，比如我们要是把上面代码中的释放许可证那一块注释掉，这时候在运行，只会打印10次了，然后就hang在那了。

tryAcquire()尝试获取许可证，返回一个boolean值，是否获取成功。

availablePermits() 返回信号量中当前可用的许可证数。

getQueueLength()返回信号量中正在等待获取许可证的线程数。

hasQueuedThreads() 是否有线程正在等待获取许可证。

getQueuedThreads()返回所有等待获许可证的线程集合，是一个protected方法。

reducePermits(int reducetion) 减少reducetion个许可证，是个protected方法。

java并发工具类之Semaphore

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