并发编程之Semaphore

一、简介

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。很多年以来,我都觉得从字面上很难理解Semaphore所表达的含义,只能把它比作是控制流量的红绿灯,比如XX马路要限制流量,只允许同时有一百辆车在这条路上行使,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五辆车已经离开了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。

二、应用场景

Semaphore可以用于做流量控制,特别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十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,我们就可以使用Semaphore来做流控,代码如下:

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) {

}

}

});

}

threadPool.shutdown();

}

}

在代码中,虽然有30个线程在执行,但是只允许10个并发的执行。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,也就是最大并发数是10。Semaphore的用法也很简单,首先线程使用Semaphore的acquire()获取一个许可证,使用完之后调用release()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:

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protected方法。

Collection getQueuedThreads() :返回所有等待获取许可证的线程集合。是个protected方法。

原文发布于微信公众号 - Linyb极客之路(gh_c420b2cf6b47)

原文发表时间:2018-02-17

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