Java 7之多线程- Semaphore--转载

发布时间：2020-12-14 06:20:03 所属栏目：Java 来源：网络整理

导读：Semaphore用于保存当前可用许可的数量。是通过共享锁实现的。根据共享锁的获取原则，Semaphore分为"公平信号量"和"非公平信号量"。 "公平信号量"和"非公平信号量"的释放信号量的机制是一样的！不同的是它们获取信号量的机制：线程在尝试获取信号量许可时，对

Semaphore用于保存当前可用许可的数量。是通过共享锁实现的。根据共享锁的获取原则，Semaphore分为"公平信号量"和"非公平信号量"。

"公平信号量"和"非公平信号量"的释放信号量的机制是一样的！不同的是它们获取信号量的机制：线程在尝试获取信号量许可时，对于公平信号量而言，如果当前线程不在队列的头部，则排队等候；而对于非公平信号量而言，无论当前线程是不是在队列的头部，它都会直接获取信号量。该差异具体的体现在，它们的tryAcquireShared()函数的实现不同。

如果要使用Semaphore对象时，首先通过构造函数取得对象，如下：

Semaphore( permits) { sync = Semaphore( permits, fair) { sync = fair ? FairSync(permits) :

然后就可以调用Semaphore对象进行信号量的获取了，如下：

acquire() 1public void acquire(int permits) throws InterruptedException {
if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
sync.acquireSharedInterruptibly(permits);
}

1、公平信号量的获取

首先来看公平信号量的获取，方法如下：

acquireSharedInterruptibly( arg) (tryAcquireShared(arg) < 0

如果tryAcquireShared()方法获取失败，通常会返回一个小于0的数量。Semaphore中公平锁对应的tryAcquireShared()实现如下：

tryAcquireShared( -1 available = getState(); remaining = available -=0”，则设置可以获得的信号量许可数为remaining。 (remaining < 0 ||

返回的是remaining，如果为-1，表示获取失败。如果为>=0，则预示了其他共享获取操作能否成功。

如上方法获取失败后，调用doAcquireSharedInterruptibly()方法，如下：

doAcquireSharedInterruptibly( arg) Node node = failed = Node p = (p == r = (r >= 0= ; failed = (shouldParkAfterFailedAcquire(p,node) &&

2、非公平信号量的获取

tryAcquireShared(

在这个方法里调用了如下方法：

nonfairTryAcquireShared( acquires) { available = remaining = available - (remaining < 0 || compareAndSetState(available,remaining))=0，则通过CAS方式更新当前许可的数量

判断当前剩余的信号量许可数，返回小于0的数表示获取失败，大于等于0表示成功。

非公平和公平主要体现在tryAcquireShared()方法的实现上。

（1）非公平获取如果当前可用的信号量许可大于等于请求数，则通过CAS修改剩余许可量并返回，如果小于的话，返回小于0的数，表示获取失败。

（2）公平获取在获取时还会判断。如果当前线程不在队列的头部，则返回-1，排队等候；然后再去判断信号量许可。

3、公平信号量的释放

调用如下方法来释放信号量许可，如下：

1public void release(int permits) {
if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
sync.releaseShared(permits);
}

调用无参数的release()方法默认只释放一个信号量许可，而下面的可以指定：

releaseShared(

首先调用tryReleaseShared()方法去释放，源代码如下：

tryReleaseShared( current = next = current + (next < current) Error("Maximum permit count exceeded"

如果tryReleaseShared()尝试释放共享锁失败，则会调用doReleaseShared()去释放共享锁。doReleaseShared()的源码如下

Node h = (h != && h != ws = (ws == (!compareAndSetWaitStatus(h,Node.SIGNAL,0 (ws == 0 && !compareAndSetWaitStatus(h,0; (h == head)

4、非公平信号量的释放

tryAcquireShared( nonfairTryAcquireShared( available = remaining = available -=0，则设置可以获得的信号量许可数为remaining (remaining < 0 ||

举个例子，如下：

public class SemaphoreTest1 {
private static final int SEM_MAX = 10;
public static void main(String[] args) {
Semaphore sem = new Semaphore(SEM_MAX);
//创建线程池
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
//在线程池中执行任务
threadPool.execute(new MyThread(sem,5));
threadPool.execute(new MyThread(sem,4));
threadPool.execute(new MyThread(sem,7));
//关闭池
 threadPool.shutdown();
}
}

class MyThread extends Thread {
private volatile Semaphore sem; // 信号量
private int count; // 申请信号量的大小

MyThread(Semaphore sem,int count) {
this.sem = sem;
this.count = count;
}

</span><span style="color: #0000ff;"&gt;public</span> <span style="color: #0000ff;"&gt;void</span><span style="color: #000000;"&gt; run() {
    </span><span style="color: #0000ff;"&gt;try</span><span style="color: #000000;"&gt; {
        </span><span style="color: #008000;"&gt;//</span><span style="color: #008000;"&gt; 从信号量中获取count个许可</span>

sem.acquire(count);

        Thread.sleep(</span>2000<span style="color: #000000;"&gt;);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() </span>+ " acquire count="+<span style="color: #000000;"&gt;count);
    } </span><span style="color: #0000ff;"&gt;catch</span><span style="color: #000000;"&gt; (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } </span><span style="color: #0000ff;"&gt;finally</span><span style="color: #000000;"&gt; {
        </span><span style="color: #008000;"&gt;//</span><span style="color: #008000;"&gt; 释放给定数目的许可，将其返回到信号量。</span>

sem.release(count);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " release " + count + "");
}
}
}

某一次运行后的结果如下：

pool-1-thread-1 acquire count=5-1-thread-2 acquire count=4-1-thread-1 release 5-1-thread-2 release 4-1-thread-3 acquire count=7-1-thread-3 release 7

原文地址：http://www.2cto.com/kf/201402/278471.html

（编辑：李大同）

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