Java多线程六脉神剑-少冲剑-Semaphore
原创Java多线程六脉神剑-少冲剑-Semaphore
原创
BLACK595
发布于 2024-09-28 10:41:38
发布于 2024-09-28 10:41:38
theme: smartblue
前言
少冲剑：少冲剑轻灵迅速，Semaphore 用于控制资源的访问数量，操作灵活迅速。
Semaphore(信号量)：Semaphore用于控制线程的并发数量，规定一个公共资源同一时间能够多少线程访问。在Semphore初始化时指定“许可”数量，这个数量代表同一时间能够访问资源的线程数量，当一个线程调用acquire尝试获取许可时，如果获取成功，许可数量减一；当许可已分配完了，获取失败，线程阻塞等待，只有当其他线程调用release释放许可时，才有机会获取成功。
image.png
Semaphore常用方法详解
acquire：尝试获取一个许可，如果没有可用许可则阻塞等待，直到获取到许可或被中断。acquire(int permits)：尝试获取permits数量的许可，如果没有足够的许可则阻塞，直到获取到足够的许可或被中断。tryAcquire()：尝试获取一个许可，获取成功返回true，失败返回false，不会阻塞。tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)：尝试在指定时间内获取permits数量的许可，获取成功返回true，失败返回false，不会阻塞。release()：释放一个许可。release(int permits): 释放permits数量许可。availablePermits()：返回当前可用许可数量。drainPermits()：将可用许可数量设置为0，并返回当前可用许可数量。hasQueuedThreads()：判断是否有线程正在等待获取许可。getQueueLength()：返回正在等待获取许可的线程数量。isFair()：判断该Semaphore是否是公平模式。公平模式下，等待时间最长的线程会优先获取许可；非公平模式则不一定。getQueuedThreads()：返回一个包含所有正在等待获取许可的线程的Collection。举个栗子🌰有10位客人到餐厅吃饭，但是餐厅只有5个位置，因此有5位客人需要根据来时的顺序，一位客人吃完后再进去一位。显然，Semaphore的许可证数量为餐厅位置数量5，需要根据先来先服务顺序（公平锁）为客人服务。
代码如下：
public class SemaphoreCase {
public static void main(String[] args) {
Runnable customer = new Runnable() {
Semaphore availableTable = new Semaphore(5, true);
int count = 1;
@Override
public void run() {
int time = RandomUtil.randomInt(1, 10);
int num = count++;
try {
availableTable.acquire();
System.out.println("第【" + num + "】个用户正在用餐，需要时间：" + time + "s！");
Thread.sleep(time * 1000);
//释放锁
availableTable.release();
//判断是否有线程正在等待
if (availableTable.hasQueuedThreads()) {
System.out.println("第【" + num + "】个客户已用餐完毕，有请下一位！，目前有空闲桌位有【"+availableTable.availablePermits()+"】桌");
} else {
System.out.println("第【" + num + "】个客户已用餐完毕，目前有空闲桌位有【"+availableTable.availablePermits()+"】桌");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
for (int i = 1; i < 10; i++) {
new Thread(customer).start();
}
}
}执行结果：
第【2】个用户正在用餐，需要时间：3s！
第【3】个用户正在用餐，需要时间：4s！
第【2】个用户正在用餐，需要时间：8s！
第【1】个用户正在用餐，需要时间：4s！
第【1】个用户正在用餐，需要时间：9s！
第【2】个客户已用餐完毕，有请下一位！，目前有空闲桌位有【1】桌
第【1】个用户正在用餐，需要时间：3s！
第【1】个客户已用餐完毕，有请下一位！，目前有空闲桌位有【1】桌
第【6】个用户正在用餐，需要时间：6s！
第【3】个客户已用餐完毕，有请下一位！，目前有空闲桌位有【1】桌
第【5】个用户正在用餐，需要时间：5s！
第【1】个客户已用餐完毕，有请下一位！，目前有空闲桌位有【1】桌
第【4】个用户正在用餐，需要时间：3s！
第【2】个客户已用餐完毕，目前有空闲桌位有【1】桌
第【1】个客户已用餐完毕，目前有空闲桌位有【3】桌
第【5】个客户已用餐完毕，目前有空闲桌位有【3】桌
第【4】个客户已用餐完毕，目前有空闲桌位有【4】桌
第【6】个客户已用餐完毕，目前有空闲桌位有【5】桌应用实例
- 限制并发访问数量：有一些资源我们要限制并发访问的数量，例如数据库连接，如果过多连接同时访问数据库，数据库的压力会非常大，影响系统整体的性能。因此我们可以用Semaphore设置许可数量为10，限制最多10个连接同时访问。
- 资源复用：Semahore也常用于管理资源池，比如数据库连接池、线程池等。在资源池中，每个资源都与一个许可相对应。当一个线程想要使用某个资源（比如数据库连接池中获取一个数据库连接），他必须先从信号量那里获取到许可。例如，有一个数据库连接池有10个可用连接，当一个线程要使用数据库连接时，他必须要先获取一个许可，使用完之后必须将许可释放回信号量。如果没有信号量的控制，多个线程可能会无限制地创建新的数据库连接，导致数据库负载过高，甚至崩溃。信号量帮助我们有效管理和复用了资源，保证资源被合理、高效地使用。
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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