如何解析Java中的Semaphore信號量

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Semaphore (信號量)是由計算機科學(xué)家Dijkstra在1965年提出的，廣泛應(yīng)用不同的操作系統(tǒng)，在管程提出之前信號量就是并發(fā)編程領(lǐng)域的霸主！幾乎所有并發(fā)的語言都支持信號量機制。

Semaphore 也有被翻譯成信號燈，因為其機制就像我們?nèi)粘Ｉ钪械募t綠燈，車輛的通行看紅綠燈，對應(yīng)編程世界的線程能不能執(zhí)行得看信號燈！

Semaphore 用來多線程互斥問題，相對于synchronized和Lock來說它允許多個線程訪問一個臨界區(qū)！例如各種池：數(shù)據(jù)庫連接池、對象池等，這些池的需求就是同一時刻允許多個線程同時使用連接池。

Semaphore的模型可以概括為一個計數(shù)器、一個等待隊列、三個方法。三個方法原子性分別是init()、down()、up()；
init()：設(shè)置計數(shù)器的初始值。
down()：將計數(shù)器的值減一，如果減了一之后，計數(shù)器的值小于0，則當(dāng)前的線程被阻塞，否則繼續(xù)執(zhí)行。
up()：將計數(shù)器的值加一，如果加了一之后，計數(shù)器的值小于等于0，則喚醒等待隊列中的一個線程，并且將它移除出等待隊列。(注意是小于等于0，不應(yīng)該理解為大于等于0，因為大于等于0表明此時沒有等待的線程，所以不會有喚醒這個操作。)

簡單的理解就是Semaphore就是通過這三個方法來改變計數(shù)器，通過計數(shù)器的值來判斷此時的線程是應(yīng)該加入到等待隊列中等待還是成功執(zhí)行。

信號量模型也被稱為PV原語，也就是down和up操作最早稱為P操作和V操作，有些人還稱為semWait和semSignal。

在JAVA中信號量模型是由 java.util.concurrent.Semaphore 的實現(xiàn)，并且down和up對應(yīng)的實現(xiàn)方法是acquire和release，我們來看下簡單的使用例子

如果你想多讓幾個線程進去臨界區(qū)，那么就把Semaphore構(gòu)造器中的1改為你想要的線程數(shù)。

可以理解為頒發(fā)許可證，比如想同時允許3個線程進入臨界區(qū)，構(gòu)造器中的數(shù)就填3，理解為搞了3張許可證，然后頒發(fā)出去，誰拿到了許可證誰就能進臨界區(qū)，進入臨界區(qū)后的線程搞完事了，就歸還許可證，然后出去。

Semaphore的內(nèi)部共存在Sync、NonfairSync、FairSync三個類。

NonfairSync與FairSync類繼承自Sync類，Sync類繼承自AbstractQueuedSynchronizer抽象類，也就Semaphore是依托于NonfairSync、FairSync來實現(xiàn)的。

可以通過構(gòu)造函數(shù)來指定為公平鎖還是非公平鎖，公平的意思這個許可只會給按先來后到的順序給等待隊列中的線程。而非公平的意思就是對于任何申請許可的線程，都第一時間看是否有多余的許可，如果有則給此線程。

差別就在于有沒hasQueuedPredecessors()，這個方法就是判斷當(dāng)前線程是否是等待隊列中的頭結(jié)點，如果不是，則不給于分配。

上述內(nèi)容就是如何解析Java中的Semaphore信號量，你們學(xué)到知識或技能了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或者豐富自己的知識儲備，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

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新聞來源：http://www.muchs.cn/article40/ghgcho.html

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