Java并发编程--JUC并发工具类之Semaphore

摘要

• 本文介绍Semaphore相关技术

• 本文基于jdk1.8

Semaphore介绍

• Semaphore（信号量）是一种用于多线程编程的同步工具，用于控制同时访问某个资源的线程数量。

• Semaphore维护了一个计数器，线程可以通过调用acquire()方法来获取Semaphore中的许可证，当计数器为0时，调用acquire()的线程将被阻塞，直到有其他线程释放许可证；

• 线程可以通过调用release()方法来释放Semaphore中的许可证，这会使Semaphore中的计数器增加，从而允许更多的线程访问共享资源。
  

Semaphore常用方法

方法	描述
Semaphore(int permits)	构造函数，创建具有给定许可数的Semaphore对象
Semaphore(int permits,boolean fair)	构造函数，创建具有给定许可数的Semaphore对象，fair 表示公平性，如果这个设为 true 的话，下次执行的线程会是等待最久的线程
int availablePermits()	返回当前可用的许可数
void acquire()	获取一个许可，如果没有可用的许可，则阻塞直到有可用的许可
void release()	释放一个许可
boolean tryAcquire()	尝试获取一个许可，如果有可用的许可，则获取成功，返回true；否则返回false

Semaphore代码示例

• 在这个示例中，Semaphore的初始许可数为2，意味着最多允许两个线程同时访问共享资源。

• 每个工作线程在执行工作前都会请求一个许可，如果许可可用，它将获得许可并执行工作，然后释放许可供其他线程使用。

• 如果没有可用的许可，线程将被阻塞直到有可用的许可为止。通过Semaphore的控制，最多允许两个线程并发执行，而第三个线程需要等待前面的线程释放许可后才能执行。

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class SemaphoreConcurrencyExample {
    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(2); // 创建Semaphore对象，限制并发数为2

        // 创建并启动三个线程
        Thread thread1 = new Thread(new Worker(semaphore, "Thread 1"));
        Thread thread2 = new Thread(new Worker(semaphore, "Thread 2"));
        Thread thread3 = new Thread(new Worker(semaphore, "Thread 3"));

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

class Worker implements Runnable {
    private final Semaphore semaphore;
    private final String name;

    public Worker(Semaphore semaphore, String name) {
        this.semaphore = semaphore;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println(name + " is waiting for a permit.");
            semaphore.acquire(); // 获取许可

            System.out.println(name + " has acquired a permit.");
            // 模拟工作
            Thread.sleep(2000);

            System.out.println(name + " is releasing the permit.");
            semaphore.release(); // 释放许可
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Semaphore应用场景

• 限流：Semaphore可以用于限制对共享资源的并发访问数量，以控制系统的流量。

• 资源池：Semaphore可以用于实现资源池，以维护一组有限的共享资源