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Semaphore的简介及应用场景

news 来源：原创 2024/5/3 1:10:29

Semaphore是一个计数信号量，常用于限制可以访问某些资源（物理或逻辑的）线程数目。

常用函数：
信号量的构造函数
非公平：

public Semaphore(int permits);//permits就是允许同时运行的线程数目

公平（获得锁的顺序与线程启动顺序有关）：

public Semaphore(int permits,boolean fair);//permits就是允许同时运行的线程数目

创建一个信号量

Semaphore semaphore = new Semaphore(2);

从信号量中获取一个许可

semaphore.acquire();

释放一个许可(在释放许可之前，必须先获获得许可。)

semaphore.release();

尝试获取一个许可，若获取成功返回true，若获取失败返回false

semaphore.tryAcquire();

所有函数：

// 创建具有给定的许可数和非公平的公平设置的 Semaphore。
Semaphore(int permits)
// 创建具有给定的许可数和给定的公平设置的 Semaphore。
Semaphore(int permits, boolean fair)

// 从此信号量获取一个许可，在提供一个许可前一直将线程阻塞，否则线程被中断。
void acquire()
// 从此信号量获取给定数目的许可，在提供这些许可前一直将线程阻塞，或者线程已被中断。
void acquire(int permits)
// 从此信号量中获取许可，在有可用的许可前将其阻塞。
void acquireUninterruptibly()
// 从此信号量获取给定数目的许可，在提供这些许可前一直将线程阻塞。
void acquireUninterruptibly(int permits)
// 返回此信号量中当前可用的许可数。
int availablePermits()
// 获取并返回立即可用的所有许可。
int drainPermits()
// 返回一个 collection，包含可能等待获取的线程。
protected Collection<Thread> getQueuedThreads()
// 返回正在等待获取的线程的估计数目。
int getQueueLength()
// 查询是否有线程正在等待获取。
boolean hasQueuedThreads()
// 如果此信号量的公平设置为 true，则返回 true。
boolean isFair()
// 根据指定的缩减量减小可用许可的数目。
protected void reducePermits(int reduction)
// 释放一个许可，将其返回给信号量。
void release()
// 释放给定数目的许可，将其返回到信号量。
void release(int permits)
// 返回标识此信号量的字符串，以及信号量的状态。
String toString()
// 仅在调用时此信号量存在一个可用许可，才从信号量获取许可。
boolean tryAcquire()
// 仅在调用时此信号量中有给定数目的许可时，才从此信号量中获取这些许可。
boolean tryAcquire(int permits)
// 如果在给定的等待时间内此信号量有可用的所有许可，并且当前线程未被中断，则从此信号量获取给定数目的许可。
boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)
// 如果在给定的等待时间内，此信号量有可用的许可并且当前线程未被中断，则从此信号量获取一个许可。
boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)

代码实例：
假设有10个人在银行办理业务，只有2个工作窗口，代码实现逻辑如下

public class SemaphoreDemo {

    // 排队总人数（请求总数）
    public static int clientTotal = 10;

    // 可同时受理业务的窗口数量（同时并发执行的线程数）
    public static int threadTotal = 2;


    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
        for (int i = 0; i < clientTotal; i++) {
            final int count = i;
            executorService.execute(() -> {
                try {
                    semaphore.acquire(1);
                    resolve(count);
                    semaphore.release(2);
                } catch (Exception e) {
                    log.error("exception", e);
                }
                countDownLatch.countDown();
            });
        }
        countDownLatch.await();
        executorService.shutdown();
    }

    private static void resolve(int i) throws InterruptedException {
        log.info("服务号{}，受理业务中。。。", i);
        Thread.sleep(2000);
    }
}

输出结果：

21:39:10.038 [pool-1-thread-1] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号0，受理业务中。。。
21:39:10.038 [pool-1-thread-2] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号1，受理业务中。。。
21:39:12.043 [pool-1-thread-4] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号3，受理业务中。。。
21:39:12.043 [pool-1-thread-3] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号2，受理业务中。。。
21:39:14.044 [pool-1-thread-6] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号5，受理业务中。。。
21:39:14.044 [pool-1-thread-5] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号4，受理业务中。。。
21:39:16.045 [pool-1-thread-7] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号6，受理业务中。。。
21:39:16.045 [pool-1-thread-8] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号7，受理业务中。。。
21:39:18.045 [pool-1-thread-10] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号9，受理业务中。。。
21:39:18.045 [pool-1-thread-9] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号8，受理业务中。。。

从输出结果可以看出，每隔两秒，有两个线程被执行

原文链接：https://blog.csdn.net/yuruixin_china/article/details/82084946

Semaphore是一个计数信号量，常用于限制可以访问某些资源（物理或逻辑的）线程数目。
常用函数：信号量的构造函数非公平：
public Semaphore(int permits);//permits就是允许同时运行的线程数目1公平（获得锁的顺序与线程启动顺序有关）：
public Semaphore(int permits,boolean fair);//permits就是允许同时运行的线程数目1创建一个信号量
Semaphore semaphore = new Semaphore(2);1从信号量中获取一个许可
semaphore.acquire();1释放一个许可(在释放许可之前，必须先获获得许可。)
semaphore.release();1尝试获取一个许可，若获取成功返回true，若获取失败返回false
semaphore.tryAcquire();1所有函数：
// 创建具有给定的许可数和非公平的公平设置的 Semaphore。Semaphore(int permits)// 创建具有给定的许可数和给定的公平设置的 Semaphore。Semaphore(int permits, boolean fair)
// 从此信号量获取一个许可，在提供一个许可前一直将线程阻塞，否则线程被中断。void acquire()// 从此信号量获取给定数目的许可，在提供这些许可前一直将线程阻塞，或者线程已被中断。void acquire(int permits)// 从此信号量中获取许可，在有可用的许可前将其阻塞。void acquireUninterruptibly()// 从此信号量获取给定数目的许可，在提供这些许可前一直将线程阻塞。void acquireUninterruptibly(int permits)// 返回此信号量中当前可用的许可数。int availablePermits()// 获取并返回立即可用的所有许可。int drainPermits()// 返回一个 collection，包含可能等待获取的线程。protected Collection<Thread> getQueuedThreads()// 返回正在等待获取的线程的估计数目。int getQueueLength()// 查询是否有线程正在等待获取。boolean hasQueuedThreads()// 如果此信号量的公平设置为 true，则返回 true。boolean isFair()// 根据指定的缩减量减小可用许可的数目。protected void reducePermits(int reduction)// 释放一个许可，将其返回给信号量。void release()// 释放给定数目的许可，将其返回到信号量。void release(int permits)// 返回标识此信号量的字符串，以及信号量的状态。String toString()// 仅在调用时此信号量存在一个可用许可，才从信号量获取许可。boolean tryAcquire()// 仅在调用时此信号量中有给定数目的许可时，才从此信号量中获取这些许可。boolean tryAcquire(int permits)// 如果在给定的等待时间内此信号量有可用的所有许可，并且当前线程未被中断，则从此信号量获取给定数目的许可。boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)// 如果在给定的等待时间内，此信号量有可用的许可并且当前线程未被中断，则从此信号量获取一个许可。boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041代码实例：假设有10个人在银行办理业务，只有2个工作窗口，代码实现逻辑如下
package com..concurrency.yuxin.demo;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.joda.time.DateTime;import org.joda.time.format.DateTimeFormat;import org.joda.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Semaphore;
@Slf4jpublic class SemaphoreDemo {
// 排队总人数（请求总数） public static int clientTotal = 10;
// 可同时受理业务的窗口数量（同时并发执行的线程数） public static int threadTotal = 2;

public static void main(String[] args) throws Exception { ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool(); final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal); final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal); for (int i = 0; i < clientTotal; i++) { final int count = i; executorService.execute(() -> { try { semaphore.acquire(1); resolve(count); semaphore.release(2); } catch (Exception e) { log.error("exception", e); } countDownLatch.countDown(); }); } countDownLatch.await(); executorService.shutdown(); }
private static void resolve(int i) throws InterruptedException { log.info("服务号{}，受理业务中。。。", i); Thread.sleep(2000); }}12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849输出结果：
21:39:10.038 [pool-1-thread-1] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号0，受理业务中。。。21:39:10.038 [pool-1-thread-2] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号1，受理业务中。。。21:39:12.043 [pool-1-thread-4] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号3，受理业务中。。。21:39:12.043 [pool-1-thread-3] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号2，受理业务中。。。21:39:14.044 [pool-1-thread-6] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号5，受理业务中。。。21:39:14.044 [pool-1-thread-5] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号4，受理业务中。。。21:39:16.045 [pool-1-thread-7] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号6，受理业务中。。。21:39:16.045 [pool-1-thread-8] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号7，受理业务中。。。21:39:18.045 [pool-1-thread-10] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号9，受理业务中。。。21:39:18.045 [pool-1-thread-9] INFO com.concurrency.yuxin.demo.SemaphoreDemo - 服务号8，受理业务中。。。12345678910从输出结果可以看出，每隔两秒，有两个线程被执行--------------------- 版权声明：本文为CSDN博主「yuruixin_china」的原创文章，遵循CC 4.0 by-sa版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。原文链接：https://blog.csdn.net/yuruixin_china/article/details/82084946