Java 并发编程之Semaphore详解

傷城~ 2023-09-24 15:59 46阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*   *  前言
     *  构造方法
     *  常用方法
     *  代码实践

### 前言 ###

`Semaphore`当前在多线程环境下被广泛使用，信号量是个很重要的概念，在进程控制方面都有应用。Java 并发库 的Semaphore 可以很轻松完成信号量控制，Semaphore可以控制某个资源可被同时访问的个数，通过 `acquire()`获取一个许可，如果没有就等待，而 `release()` 释放一个许可。比如在Windows下可以设置共享文件的最大客户端访问个数。

### 构造方法 ###

Semaphore类位于java.util.concurrent包下，它提供了2个构造器：

//参数permits表示许可数目，即同时可以允许多少线程进行访问
    public Semaphore(int permits) {
                  
        sync = new NonfairSync(permits);
    }
    
    //这个多了一个参数fair表示是否是公平的，即等待时间越久的越先获取许可
    public Semaphore(int permits, boolean fair) {
            
        sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
    }

### 常用方法 ###

重要的几个方法，首先是acquire()、release()方法：

public void acquire() throws InterruptedException {
          }     //获取一个许可
    public void acquire(int permits) throws InterruptedException {
         }    //获取permits个许可
    public void release() {
         }          //释放一个许可
    public void release(int permits) {
         }    //释放permits个许可

acquire()用来获取一个许可，若无许可能够获得，则会一直等待，直到获得许可。

release()用来释放许可。注意，在释放许可之前，要保证先获得许可。否则会导致总的许可数目就会错误

如果想立即得到执行结果，可以使用下面几个方法：

public boolean tryAcquire() {
         };    //尝试获取一个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
    public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
         };  //尝试获取一个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false
    public boolean tryAcquire(int permits) {
         }; //尝试获取permits个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
    public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
         }; //尝试获取permits个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false

public int availablePermits();  // 返回此信号量中可用的许可证的当前数量。

### 代码实践 ###

通过例子了解`Semaphore`的具体使用：

停车场有五个车位，有十辆车需要进入停车场停车，此时需要保证停车场最多的时候只能有五辆车进入，出去一辆才能进来一辆

代码实现：

public static void main(String[] args) {
        
            // 停车场车位数量
            Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
    
            for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        
                Thread thread = new Thread(() -> {
        
                    try {
        
                        semaphore.acquire();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "进入停车场");
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(new Random().nextInt(10));
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "驶离停车场");
                    } catch (InterruptedException e) {
        
                        throw new RuntimeException(e);
                    }finally {
        
                        semaphore.release();
                    }
                }, i + "号车");
                thread.start();
            }
        }

运行结果：

1号车进入停车场
    4号车进入停车场
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    8号车驶离停车场
    10号车驶离停车场
    
    Process finished with exit code 0

`Semaphore`其实和锁有点类似，它一般用于控制对某组资源的访问权限。