1、介绍

  Semaphore 中文的含义 信号,信号系统,此类的只要作用就是限制线程的并发的数量。

  Semaphore内部主要通过AQS(AbstractQueuedSynchronizer)实现线程的管理。Semaphore有两个构造函数,参数permits表示许可数,它最后传递给了AQS的state值。线程在运行时首先acquire(获取)许可,如果成功,许可数就减1,线程运行,当线程运行结束就release(释放)许可,许可数就加1。如果许可数为0,则获取失败,线程位于AQS的等待队列中,它会被其它释放许可的线程唤醒。在创建Semaphore对象的时候还可以指定它的(fair)公平性。一般常用非公平的信号量,非公平信号量是指在获取许可时先尝试获取许可,而不必关心是否已有需要获取许可的线程位于等待队列中,如果获取失败,才会入列。而公平的信号量在获取许可时首先要查看等待队列中是否已有线程,如果有则入列。

2、方法

构造函数

 //参数permits代表同一时间内,最多允许多少个线程执行
public Semaphore(int permits) {
sync = new NonfairSync(permits);
}
//参数fair表示是否公平信号量
public Semaphore(int permits, boolean fair) {
sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}

acquire()、release()方法

 public void acquire() throws InterruptedException {  }     //获取一个许可
public void acquire(int permits) throws InterruptedException { } //获取permits个许可
public void release() { } //释放一个许可
public void release(int permits) { } //释放permits个许可

其他的方法

 //返回可用的许可,并将可用许可数清零
public int drainPermits()
//尝试获取permits个许可,若获取成功,则立即返回true,若获取失败,则立即返回false
public boolean tryAcquire(int permits) { };
//尝试获取permits个许可,若在指定的时间内获取成功,则立即返回true
public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };
//在等待进入acquire()方法的线程 不允许被中断
public void acquireUninterruptibly(int permits)
//取得等待许可线程个数
public final int getQueueLength()
//是否有线程在等待这个许可
public final boolean hasQueuedThreads()
//得到当前可用的许可数目
public int availablePermits();

3、测试

详见本人github:https://github.com/BrokenColor/java-demo 下的 semaphoredemo-包中的测试

另送:Exchanger类

  Exchanger(交换者)是一个用于线程间协作的工具类。Exchanger用于进行线程间的数据交换。它提供一个同步点,在这个同步点两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过exchange方法交换数据, 如果第一个线程先执行exchange方法,它会一直等待第二个线程也执行exchange,当两个线程都到达同步点时,这两个线程就可以交换数据,将本线程生产出来的数据传递给对方。因此使用Exchanger的重点是成对的线程使用exchange()方法,当有一对线程达到了同步点,就会进行交换数据。因此该工具类的线程对象是成对的。Exchanger类提供了两个方法,String exchange(V x):用于交换,启动交换并等待另一个线程调用exchange;String exchange(V x,long timeout,TimeUnit unit):用于交换,启动交换并等待另一个线程调用exchange,并且设置最大等待时间,当等待时间超过timeout便停止等待。

 /**
*
*/
package concurrenttest.semaphoredemo.pojo; import java.util.concurrent.Exchanger;
import java.util.concurrent.TimeUnit; /**
* 线程 Exchanger A
* @author bc
* @data 2018年9月12日
*/
public class Thread_ExchangerA extends Thread{ private Exchanger<String> exchanger; public Thread_ExchangerA(Exchanger<String> exchanger) {
super();
this.exchanger = exchanger;
}
@Override
public void run() {
try {
//exchange()具有阻塞的特点,如果没有其他线程,则一直阻塞等待
System.out.println("线程A中得到线程B的值="+exchanger.exchange("中国人A"));
//设置超时参数
// System.out.println("线程A中得到线程B的值="+exchanger.exchange("中国人A",5,TimeUnit.SECONDS));
} catch (Exception e) {
e.getStackTrace();
}
} }

Thread_ExchangerA

 package concurrenttest.semaphoredemo.pojo;

 import java.util.concurrent.Exchanger;
import java.util.concurrent.TimeUnit; /**
* 线程 Exchanger B
* @author bc
* @data 2018年9月12日
*/
public class Thread_ExchangerB extends Thread{ private Exchanger<String> exchanger; public Thread_ExchangerB(Exchanger<String> exchanger) {
super();
this.exchanger = exchanger;
}
@Override
public void run() {
try {
//exchange()具有阻塞的特点,如果没有其他线程,则一直阻塞等待
System.out.println("线程B中得到线程A的值="+exchanger.exchange("中国人B"));
//设置超时参数
// System.out.println("线程B中得到线程A的值="+exchanger.exchange("中国人B",5,TimeUnit.SECONDS));
} catch (Exception e) {
e.getStackTrace();
}
} }

Thread_ExchangerB

 package concurrenttest.semaphoredemo.runtest;

 import java.util.concurrent.Exchanger;

 import concurrenttest.semaphoredemo.pojo.Thread_ExchangerA;
import concurrenttest.semaphoredemo.pojo.Thread_ExchangerB;
import concurrenttest.semaphoredemo.pojo.Thread_ExchangerC; /**
* 线程 Exchanger test
* exchange()具有阻塞的特点,如果没有其他线程,则一直阻塞等待
*
* Exchanger的典型应用场景是:一个任务在创建对象,而这些对象的生产代价很高,另一个任务在消费这些对象。
* 通过这种方式,可以有更多的对象在被创建的同时被消费。
*
* @author bc
* @data 2018年9月12日
*/
public class RunTest_Exchanger { public static void main(String[] args) {
Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<String>(); Thread_ExchangerA threadA = new Thread_ExchangerA(exchanger);
threadA.start();
Thread_ExchangerB threadB = new Thread_ExchangerB(exchanger);
threadB.start();
// Thread_ExchangerC threadC = new Thread_ExchangerC(exchanger);
// threadC.start(); System.out.println("main end");
} }

RunTest_Exchanger

运行结果:

Exchanger的典型应用场景是:  

  一个任务在创建对象,而这些对象的生产代价很高,另一个任务在消费这些对象。 通过这种方式,可以有更多的对象在被创建的同时被消费。

详见本人github:https://github.com/BrokenColor/java-demo 下的 semaphoredemo-包中的测试

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