semaphore信号量使用以及原理

什么是信号量（semaphore）

是一种JDK内置同步器，通过他可以实现多线程对公共资源的并发访问请求
可以看成一个计数器，当计数器的值小于许可最大值时，所有acquire方法线程都可以得到一颗许可继续执行，而调用release方法则可以让计数器的值减一

常用的重要方法

1、public Semaphore(int permits)
   // 创建一个给定许可数量的信号量对象，且默认以非公平锁方式获取资源

2、public Semaphore(int permits, boolean fair)
   // 创建一个给定许可数量的信号量对象，且是否公平方式由传入的fair布尔参数值决定

3、public void acquire() 
   // 从此信号量获取一个许可，当许可数量小于零时，则阻塞等待
   
4、public void acquire(int permits)  
   // 从此信号量获取permits个许可，当许可数量小于零时，则阻塞等待，但是当阻塞等待的线程被唤醒后发现被中断过的话则会抛InterruptedException异常
   
5、public void acquireUninterruptibly(int permits)   
   // 从此信号量获取permits个许可，当许可数量小于零时，则阻塞等待，但是当阻塞等待的线程被唤醒后发现被中断过的话不会抛InterruptedException异常
   
6、public void release()
   // 释放一个许可

7、public void acquire(int permits)
   // 释放permits个许可

实现原理

在这里插入图片描述

semaphore类的实现是基于AQS同步器来实现的，不管是公平还是非公平都是基于AQS的共享模式，只是在操作逻辑有差异。
内部子类Syn是公平模式FairSync和非公平模式NonfairSync类的抽象父类
其中提供两个构造函数，两个参数为许可最大数和是否使用公平模式。

非公平模式实现

在这里插入图片描述

提供了非公平模式信号量获取的方法nonfairTryAcquireShared
- 在许可数量允许的情况下（remaining<0），可以让所有线程进行自旋操作（CAS）
- 当剩余信号量小于0时则返回负数（return remaining），导致线程进入等待队列（AQS）
tryReleaseShared方法则提供释放信号量操作
- 通过自旋操作CAS将信号量增加到当前剩余许可数上