Semaphore(信号量)使用来控制通知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。

  我们可以这么理解Semaphore,比如一个厕所只有6个坑,同时只能满足6个人上厕所(变态除外),其他人想蹲坑,只能排队等待,如果有人从厕所出来,后面的一个人就可以进去。在这个例子中人就是线程,蹲坑表示线程在执行,离开表示线程执行完毕,而坑的数量就表示Semaphore的个数。

  一.Semaphore的应用场景

  Semaphore可以用于做流量控制,特别是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地读取,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10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,就可以使用Semaphore来做流量控制。简单实现如下:

  

  1. public class SemaphoreTest {
  2.  
  3. private static final int THREAD_COUNT = 30;
  4. private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);
  5.  
  6. //只有10个数据库链接,这里创建10个信号量
  7. private static Semaphore semaphore = new Semaphore(10);
  8.  
  9. public static void main(String[] args){
  10. boolean shutDownThreadPool = false;
  11.  
  12. for(int index = 0; index < THREAD_COUNT ;index++){
  13. threadPool.execute(new Runnable() {
  14. @Override
  15. public void run() {
  16. try {
  17. //获取一个信号
  18. semaphore.acquire();
  19. //执行操作
  20. System.out.println("wait for write data...");
  21. Thread.sleep(1000);
  22. //释放信号
  23. semaphore.release();
  24. } catch (InterruptedException e) {
  25. e.printStackTrace();
  26. }
  27. }
  28. });
  29.  
  30. if(index == THREAD_COUNT-1){
  31. shutDownThreadPool = true;
  32. }
  33. }
  34.  
  35. while(!shutDownThreadPool){
  36. threadPool.shutdown();
  37. }
  38. }
  39.  
  40. }

  上述代码中虽然创建了30个线程,但是同时只能有是个线程在并发的执行。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()方法获取一个许可证,使用完之后调用release()方法归还许可证。还可以用tryAcquire()方法尝试获取许可证。

  二.Semaphore的其他方法

  int availablePermits():返回当前可用的许可证数量

  int getQueueLength():获取正在等待获取许可证的线程数量

  boolean hasQueuedThreads():获取是否还有等待获取许可证的线程

  void reducePermits(int reduction):减少reduction个许可证

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