Java并发工具类（三）：控制并发线程数的Semaphore

作用

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。

简介

Semaphore也是一个线程同步的辅助类，可以维护当前访问自身的线程个数，并提供了同步机制。使用Semaphore可以控制同时访问资源的线程个数，例如，实现一个文件允许的并发访问数。

主要方法摘要：

　　void acquire()：从此信号量获取一个许可，在提供一个许可前翼子将线程阻塞，否则线程被中断。

　　void release()：释放一个许可，将其返回给信号量。

　　int availablePermits()：返回此信号量中当前可用的许可数。

　　boolean hasQueuedThreads()：查询是否有线程正在等待获取。

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。

参考：《Java并发编程的艺术》