Semaphore的作用是,限制线程通行的数量,如果线程进入时达到通行数量,便等待其它正在通行的线程释放。

  • acquire()
    获取通行
  • release()
    释放通行
  • availablePermits()
    查看通行剩余次数
  • int drainPermits()
    缩减剩余通行次数为0,并返回缩减量
  • reducePermits(int)
    缩减通行次数为指定次数
  • boolean isFair()
    查看是否公平分配通行
  • boolean hasQueuedThreads()
    查看是否有线程在排队
  • int getQueueLength()
    查看排队的长度
  • Collection<Thread> getQueuedThreads()
    查看排队中的所有线程

源码:

  1. /**
  2. * @since 1.5
  3. * @author Doug Lea
  4. */
  5. public class Semaphore implements java.io.Serializable {
  6. private static final long serialVersionUID = -3222578661600680210L;
  7.  
  8. private final Sync sync;
  9.  
  10. public Semaphore(int permits) {
  11. // 默认使用非公平锁,设置初始的剩余通行量
  12. sync = new NonfairSync(permits);
  13. }
  14.  
  15. public Semaphore(int permits, boolean fair) {
  16. // 参数决定使用公平还是非公平锁,设置初始的剩余通行量
  17. sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
  18. }
  19.  
  20. abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
  21. private static final long serialVersionUID = 1192457210091910933L;
  22.  
  23. Sync(int permits) {
  24. // 设置初始的剩余通行量
  25. setState(permits);
  26. }
  27.  
  28. final int getPermits() {
  29. // 获取剩余通行量
  30. return getState();
  31. }
  32.  
  33. final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
  34. for (;;) {
  35. int available = getState();
  36. int remaining = available - acquires;
  37. // 设置获取后的剩余通行量
  38. // 当剩余量小于0时,则阻塞,否则通行
  39. if (remaining < 0 || compareAndSetState(available, remaining))
  40. return remaining;
  41. }
  42. }
  43.  
  44. protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
  45. for (;;) {
  46. int current = getState();
  47. int next = current + releases;
  48. // 不允许释放量是负数
  49. if (next < current) // overflow
  50. throw new Error("Maximum permit count exceeded");
  51. // 设置释放后的剩余通行量,返回释放成功,表示需要通知下一个线程通行
  52. if (compareAndSetState(current, next))
  53. return true;
  54. }
  55. }
  56.  
  57. final void reducePermits(int reductions) {
  58. for (;;) {
  59. int current = getState();
  60. int next = current - reductions;
  61. // 不允许缩减值是负数
  62. if (next > current) // underflow
  63. throw new Error("Permit count underflow");
  64. // 设置缩减后的剩余通行量
  65. if (compareAndSetState(current, next))
  66. return;
  67. }
  68. }
  69.  
  70. final int drainPermits() {
  71. for (;;) {
  72. int current = getState();
  73. // 直接把剩余通行量设置为0
  74. if (current == 0 || compareAndSetState(current, 0))
  75. return current;
  76. }
  77. }
  78. }
  79.  
  80. static final class NonfairSync extends Sync {
  81. private static final long serialVersionUID = -2694183684443567898L;
  82.  
  83. NonfairSync(int permits) {
  84. super(permits);
  85. }
  86.  
  87. protected int tryAcquireShared(int acquires) {
  88. return nonfairTryAcquireShared(acquires);
  89. }
  90. }
  91.  
  92. static final class FairSync extends Sync {
  93. private static final long serialVersionUID = 2014338818796000944L;
  94.  
  95. FairSync(int permits) {
  96. super(permits);
  97. }
  98.  
  99. protected int tryAcquireShared(int acquires) {
  100. for (;;) {
  101. // 如果当前线程不位于队头,则阻塞
  102. if (hasQueuedPredecessors())
  103. return -1;
  104. int available = getState();
  105. int remaining = available - acquires;
  106. // 设置获取后的剩余通行量
  107. // 当剩余量小0时,则阻塞,否则通行
  108. if (remaining < 0 || compareAndSetState(available, remaining))
  109. return remaining;
  110. }
  111. }
  112. }
  113.  
  114. public void acquire() throws InterruptedException {
  115. // 获取一次通行,可中断
  116. sync.acquireSharedInterruptibly(1);
  117. }
  118.  
  119. public void acquireUninterruptibly() {
  120. // 获取一次通行
  121. sync.acquireShared(1);
  122. }
  123.  
  124. public boolean tryAcquire() {
  125. // 尝试获取一次通行
  126. return sync.nonfairTryAcquireShared(1) >= 0;
  127. }
  128.  
  129. public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
  130. // 尝试在指定时间内获取一次通行
  131. return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
  132. }
  133.  
  134. public void acquire(int permits) throws InterruptedException {
  135. if (permits < 0)
  136. throw new IllegalArgumentException();
  137. // 获取指定通行次数,可中断
  138. sync.acquireSharedInterruptibly(permits);
  139. }
  140.  
  141. public void acquireUninterruptibly(int permits) {
  142. if (permits < 0)
  143. throw new IllegalArgumentException();
  144. // 获取指定通行次数
  145. sync.acquireShared(permits);
  146. }
  147.  
  148. public boolean tryAcquire(int permits) {
  149. if (permits < 0)
  150. throw new IllegalArgumentException();
  151. // 尝试获取指定通行次数
  152. return sync.nonfairTryAcquireShared(permits) >= 0;
  153. }
  154.  
  155. public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
  156. if (permits < 0)
  157. throw new IllegalArgumentException();
  158. // 尝试在指定时间内获取通行
  159. return sync.tryAcquireSharedNanos(permits, unit.toNanos(timeout));
  160. }
  161.  
  162. public void release() {
  163. // 释放一次通行
  164. sync.releaseShared(1);
  165. }
  166.  
  167. public void release(int permits) {
  168. if (permits < 0)
  169. throw new IllegalArgumentException();
  170. // 释放指定的通行次数
  171. sync.releaseShared(permits);
  172. }
  173.  
  174. public int availablePermits() {
  175. // 返回剩余的通行量
  176. return sync.getPermits();
  177. }
  178.  
  179. public int drainPermits() {
  180. // 直接把通行量设置为0
  181. return sync.drainPermits();
  182. }
  183.  
  184. protected void reducePermits(int reduction) {
  185. if (reduction < 0)
  186. throw new IllegalArgumentException();
  187. // 缩减通行量
  188. sync.reducePermits(reduction);
  189. }
  190.  
  191. public boolean isFair() {
  192. // 返回是否公平锁(即是否公平分配通行)
  193. return sync instanceof FairSync;
  194. }
  195.  
  196. public final boolean hasQueuedThreads() {
  197. // 返回队列中是否有线程
  198. return sync.hasQueuedThreads();
  199. }
  200.  
  201. public final int getQueueLength() {
  202. // 返回队列的长度
  203. return sync.getQueueLength();
  204. }
  205.  
  206. protected Collection<Thread> getQueuedThreads() {
  207. // 返回队列中的所有线程
  208. return sync.getQueuedThreads();
  209. }
  210.  
  211. public String toString() {
  212. return super.toString() + "[Permits = " + sync.getPermits() + "]";
  213. }
  214. }

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