并发:控制并发线程数的Semaphore(信号量)。

Semaphore是用来控制同时访问特定资源的线程数量,他通过协调各个线程,以保证合理的使用公平资源。

多年以来,我都觉得从字面上很难理解Semaphore所表达的含义,只能把他比作是控制流量的红绿灯。比如xx马路要限制流量,只允许同时有一百两车在这条路上行使,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,后面的车会看到红灯,不能驶入xx马路,但是如果前一百辆中有5辆车已经离开了xx马路,那么后面就允许有5辆车驶入马路,这个例子里说的车就是线程,驶入马路就表示线程在执行,离开马路就表示线程执行完成,看见红灯就表示线程被阻塞,不能执行。

应用场景

Semaphore可以用于做流量控制,特别是公用资源有限的应用场景,比如数据库连接。假如有一个需求,要读取几万个文件的数据,因为都是IO密集型任务,我们可以启动几十个线程并发的读取,但是如果读到内存后,还需要存储到数据库中,而数据库的连接数只有10个,这时我们必须控制只有10个线程同时获取数据库连接保存数据,否则会报错无法获取数据库连接。这个时候,就可以使用Semaphore来做流量控制,如下所示。

public class SemaphoreTest {
	private static final int THREAD_COUNT=30;
	private static ExecutorService threadPool =Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);
	private static Semaphore s = new Semaphore(10);
	
	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
			threadPool.execute(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					try {
						s.acquire();
						System.out.println("save data");
						s.release();
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			});
		}
		threadPool.shutdown();
	}
}

在代码中,虽然有30个线程在执行,但是只允许10个并发执行。Semaphore的构造方法Semaphore(int permits)接受一个整型的数字,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,也就是最大并发是10。Semaphore的用法也很简单,首先线程使用Semaphore的acquire()方法获取一个许可证,使用完之后调用release()方法归还许可证。还可以用tryAcquire()方法尝试获取许可证。

其他方法

Semaphore还提供一些其他方法,具体如下。

  • int availablePermits():返回此信号量中当前可用的许可证数。
  • int getQueueLength():返回正在等待获取许可证的线程数。
  • boolean hasQueuedThreads():是否有线程正在等待获取许可证。
  • void reducePermits(int reduction):减少reduction个许可证,是个prottected方法。
  • Collection<Thread> getQueuedThreads():返回所有等待获取许可证的线程集合,是个protected方法。

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