Semaphore 实战

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发布于: 2021 年 03 月 04 日

简介

Semaphore 信号量计数器。和 CountDownLatch，CyclicBarrier 类似，是多线程协作的工具类，相对于 join，wait，notify 方法使用起来简单高效。下面我们主要看看它的用法吧！

实战

限流。限制线程的并发数。

比如在一个系统中同时只能保证 5 个用户同时在线。

import java.util.concurrent.Semaphore;
/** * @author ：jiaolian * @date ：Created in 2021-03-04 11:13 * @description：Semaphore限流 * @modified By： * 公众号:叫练 */public class LimitCurrnet {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        //定义20个线程，每次最多只能执行5个线程;        Semaphore semaphore = new Semaphore(5);        for (int i=0; i<20; i++) {            new Thread(()->{                try {                    //获取凭证                    semaphore.acquire();                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"登录成功");                    Thread.sleep(2000);                    //释放凭证                    semaphore.release();                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"用户退出");                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }).start();        }    }}

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如上代码所示：我们定义了 20 个用户同时访问系统，Semaphore 参数是 5，表示同时只能有 5 个用户可以获取凭证，其他用户必须等待直到有在线用户退出。调用 semaphore.acquire()表示获取凭证，此时凭证数会减一，调用 semaphore.release()表示释放凭证，凭证数会加一，如果系统中有等待的用户，操作此方法会通知等待的一个用户获取凭证成功，执行登录操作。最后打印部分结果如下：证明系统最多能保持 5 个用户同时在线。

image.png

注意：上面举出的这个案例，出个思考题：线程池是否可以实现呢？

模拟 CyclicBarrier，CountDownLatch 重用！

Semaphore 可以轻松实现 CountDownLatch 计数器，CyclicBarrier 回环屏障，还记得 CountDownLatch 用法么？它是个计数器，可以帮我们统计线程执行时间，常用来测试多线程高并发执行接口效率，我们下面用 Semaphore 模拟多线程主线程等待子线程执行完毕再返回。

import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Semaphore;/** * @author ：jiaolian * @date ：Created in 2021-03-01 21:04 * @description：信号量测试 * @modified By： * 公众号:叫练 */public class SemaphoreTest {
    //定义线程数量;    private static final int THREAD_COUNT = 2;    //初始化信号量为0，默认是非公平锁    private static Semaphore semaphore = new Semaphore(0,false);    private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        for (int i=0; i<THREAD_COUNT; i++) {            executorService.submit(()->{                try {                    Thread.sleep(2000);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行");                semaphore.release();            });        }        //获取2个信号量        semaphore.acquire(2);        System.out.println("主线程执行完毕");        executorService.shutdown();    }}

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如上代码所示：我们定义了 Semaphore 初始化信号量为 0，默认是非公平锁，在主线程中用线程池提交 2 个线程，主线程调用 semaphore.acquire(2)表示需要获取两个信号量，但此时初始化信号量为 0，此时 AQS 中的 state 会是 0-2=-2，state 值小于 0，所以主线程执行这句话会阻塞将其加入 AQS 同步队列，线程池两个线程等待 2 秒后会调用 semaphore.release()释放 2 个信号量，此时 AQS 中的 state 会自增到 0，会通知主线程退出等待继续往下执行。执行结果如下图所示。

image.png

有没有发现 Semaphore 用法可以模拟 CountDownLatch，另外 Semaphore 通过调用 acquire，release 方法，还可以实现 CyclicBarrier 功能！我们不举例了。

实现原理

相同点：本质上都是计数器，底层是依赖 AQS 操作 state 实现。
异同点：CountDownLatch 是共享锁实现，CyclicBarrier 是独占锁实现，CountDownLatch 通过调用 countDown 递减计数器只能使用一次，而 CyclicBarrier 通过调用 await 递减计数器可以达到“回环”重复的效果。Semaphore 也是共享锁实现，通过调用 release 计数器是递增的，通过设置信号量可以实现 CyclicBarrier，CountDownLatch 功能。

总结

今天我们介绍了 Semaphore，整理出来希望能对你有帮助，写的比不全，同时还有许多需要修正的地方，希望亲们加以指正和点评，喜欢的请点赞加关注哦。点关注，不迷路，我是【叫练】公众号，微信号【jiaolian123abc】边叫边练。

发布于: 2021 年 03 月 04 日阅读数: 10

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/a79ff765799edb944b01bcb3c】。文章转载请联系作者。

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