Java并发包之Semaphore信号量

信号量这个概念不太好理解

举个🌰解释:

以一个停车场是运作为例。为了简单起见,假设停车场只有三个车位,一开始三个车位都是空的。这时如果同时来了五辆车,看门人允许其中三辆不受阻碍的进入,然后放下车拦,剩下的车则必须在入口等待,此后来的车也都不得不在入口处等待。这时,有一辆车离开停车场,看门人得知后,打开车拦,放入一辆,如果又离开两辆,则又可以放入两辆,如此往复。

在这个停车场系统中,车位是公共资源,每辆车好比一个线程,看门人起的就是信号量的作用。

更进一步,信号量的特性如下:信号量是一个非负整数(车位数),所有通过它的线程(车辆)都会将该整数减一(通过它当然是为了使用资源),当该整数值为零时,所有试图通过它的线程都将处于等待状态。在信号量上我们定义两种操作: Wait(等待) 和 Release(释放)。 当一个线程调用Wait(等待)操作时,它要么通过然后将信号量减一,要么一直等下去,直到信号量大于一或超时。Release(释放)实际上是在信号量上执行加操作,对应于车辆离开停车场,该操作之所以叫做“释放”是因为加操作实际上是释放了由信号量守护的资源。

白话文翻译一遍:

就是Semaphore定义允许几个线程共同访问共同资源,比如,new Semaphore(3);

  // 获取许可 - 最大允许3个进入,一但超过就让其等待,除非已经释放
  semp.acquire();  
  // 释放许可 - 
  semp.release(); 

在java中,还可以设置该信号量是否采用公平模式,如果以公平方式执行,则线程将会按到达的顺序(FIFO)执行(也就是等待时间最长的先执行),如果是非公平,则可以后请求的有可能排在队列的头部。

*JDK中定义如下:
Semaphore(int permits, boolean fair)

创建具有给定的许可数和给定的公平设置的Semaphore。*

分析(10个线程,最大只允许5个访问)

Thread pool-1-thread-1 进入当前系统的并发数是:1
Thread pool-1-thread-2 进入当前系统的并发数是:2
Thread pool-1-thread-3 进入当前系统的并发数是:3
Thread pool-1-thread-4 进入当前系统的并发数是:4
Thread pool-1-thread-5 进入当前系统的并发数是:5
Thread pool-1-thread-1 即将离开
Thread pool-1-thread-1 已经离开,当前系统的并发数是:4
Thread pool-1-thread-6 进入当前系统的并发数是:5
Thread pool-1-thread-5 即将离开
Thread pool-1-thread-5 已经离开,当前系统的并发数是:4
Thread pool-1-thread-7 进入当前系统的并发数是:5
Thread pool-1-thread-7 即将离开
Thread pool-1-thread-7 已经离开,当前系统的并发数是:4
Thread pool-1-thread-8 进入当前系统的并发数是:5
Thread pool-1-thread-4 即将离开
Thread pool-1-thread-4 已经离开,当前系统的并发数是:4
Thread pool-1-thread-9 进入当前系统的并发数是:5
Thread pool-1-thread-2 即将离开
Thread pool-1-thread-2 已经离开,当前系统的并发数是:4
Thread pool-1-thread-10 进入当前系统的并发数是:5
Thread pool-1-thread-3 即将离开
Thread pool-1-thread-3 已经离开,当前系统的并发数是:4
Thread pool-1-thread-10 即将离开
Thread pool-1-thread-10 已经离开,当前系统的并发数是:3
Thread pool-1-thread-6 即将离开
Thread pool-1-thread-6 已经离开,当前系统的并发数是:2
Thread pool-1-thread-8 即将离开
Thread pool-1-thread-8 已经离开,当前系统的并发数是:1
Thread pool-1-thread-9 即将离开
Thread pool-1-thread-9 已经离开,当前系统的并发数是:0

  • 这个例子说明了,只有5个线程进去了,当线程1离开了后,线程6才进去
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