信号量（Semaphore）与线程计数器（CountDownLatch）（详解）

终有救赎

发布于 2023-10-16 10:39:19

4740

发布于 2023-10-16 10:39:19

文章被收录于专栏：多线程

🍉信号量（Semaphore）

Semaphore属于共享锁，即多个线程可以同时获取，用来表示可用资源的个数，本质上是一个计数器

🥩理解信号量：

🍂我们将信号量理解为一个停车场的空车位，例如当前有100个空车位，表示100个可用资源 🍂当有车开进停车场，就相当于申请一个可用资源，空车位就-1（这个称为信号量的P操作） 🍂当有车开出停车场，就相当于释放一个可用资源，空车位就+1（这个称为信号量的V操作） 🍂如果可用资源为0，会尝试申请资源，就会阻塞等待，直到有其他线程释放资源
🥩注意： Semaphore的PV操作的加减计数器操作都是原子性的，可以直接在多线程环境下使用

🍡Semaphore的构造方法：

🍭Semaphore的常用方法：

🍢使用场景：

☘️等待一组线程执行完，再执行某个任务 ☘️同一个时间最多执行n个线程（有限资源的使用）

🍴示例：

创建Semaphore实例，初始化为4，表示4个可用资源 acquire方法表示申请资源（P操作），release方法表示释放资源（V操作）创建20个线程，每个线程都尝试申请资源，sleep等待1秒后，释放资源，观察程序执行结果

👁‍🗨️代码展示：

import java.util.concurrent.Semaphore;
 
public class SemaphoreTest {
    public static void main(String[] args) {
        Semaphore sem = new Semaphore(4);
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    System.out.println("申请资源");
                    sem.acquire();
                    System.out.println("获取到资源");
                    Thread.sleep(1000);
                    sem.release();
                    System.out.println("释放资源");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        for(int i = 0;i < 20;i++){
            Thread t = new Thread(runnable);
            t.start();
        }
    }
}

👁‍🗨️打印结果说明：

🥭线程计数器（CountDownLatch）

CountDownLatch也属于共享锁，其内部有一个int类型的属性表示可以同时并发并行的线程的数量同时等待N个任务执行结束

举例说明： 比如跑步比赛，必须等所有运动员通过终点才能公布成绩

🍭CountDownLatch的构造方法：

🍡CountDownLatch的常用方法：

🥩使用场景： 等待多个线程全部执行完，再执行某个任务
🥩注意： CountDownLatch只能减不能加

🍴示例：

构造CountDownLatch实例，初始化为10，表示有10个任务需要完成每个任务执行完成后，调用countDown()，CountDownLatch内部计数器自减主线程调用await(),等待所有线程执行完毕，也就是计数器值为0，再继续执行主线程后续任务

👁‍🗨️代码展示：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
 
public class CountDownLatchTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                latch.countDown();
            }
        };
        for(int i = 0;i < 10;i++){
            Thread t = new Thread(runnable);
            t.start();
        }
        latch.await();
        System.out.println("10个线程比赛结束");
    }
}

👁‍🗨️打印结果说明：