前几篇分析了一下AQS的原理和实现。这篇拿Semaphore信号量做样例看看AQS实际是怎样使用的。

Semaphore表示了一种能够同一时候有多个线程进入临界区的同步器,它维护了一个状态表示可用的票据,仅仅有拿到了票据的线程尽能够进入临界区,否则就等待。直到获得释放出的票据。

Semaphore经常使用在资源池中来管理资源。当状态仅仅有1个0两个值时,它退化成了一个相互排斥的同步器。类似锁。

以下来看看Semaphore的代码。

它维护了一个内部类Sync来继承AQS,定制tryXXX方法来使用AQS。

我们之前提到过AQS支持独占和共享两种模式,Semaphore明显就是共享模式。它支持多个线程能够同一时候进入临界区。所以Sync扩展了Shared相关的方法。

能够看到Sync的主要操作都是对状态的无锁改动,它不须要处理AQS队列相关的操作。在聊聊高并发(二十四)解析java.util.concurrent各个组件(六) 深入理解AQS(四) 我们说了AQS提供了tryXXX接口给子类扩展,相当于给子类一个机会,能够自己处理状态,决定是否入同步队列。

1. nonfailTryAcquireShared()非公平的tryAcquire,它立马改动了票据状态,而不须要管是否有先来的线程正在等待,而一旦有可用的票据,就直接获得了锁,不须要进入AQS的队列等待同步。

2. tryReleaseShared()方法负责释放共享状态的资源,它仅仅改动了票据状态。由AQS的releaseShared()方法来负责唤醒在AQS队列等待的线程

3. reducePermits()和drainPermits()方法都是直接改动了状态,从而限制可用的资源

abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = 1192457210091910933L; Sync(int permits) {
setState(permits);
} final int getPermits() {
return getState();
} final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
for (;;) {
int available = getState();
int remaining = available - acquires;
if (remaining < 0 ||
compareAndSetState(available, remaining))
return remaining;
}
} protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
for (;;) {
int current = getState();
int next = current + releases;
if (next < current) // overflow
throw new Error("Maximum permit count exceeded");
if (compareAndSetState(current, next))
return true;
}
} final void reducePermits(int reductions) {
for (;;) {
int current = getState();
int next = current - reductions;
if (next > current) // underflow
throw new Error("Permit count underflow");
if (compareAndSetState(current, next))
return;
}
} final int drainPermits() {
for (;;) {
int current = getState();
if (current == 0 || compareAndSetState(current, 0))
return current;
}
}
}

Sync也是一个抽象类,详细的实现是NonfailSync和FairSync。代表了非公平实现和公平实现。在上一篇已经提到,所谓的非公平仅仅是说在获取资源时开了一个口子。能够让后来的线程不须要管在AQS队列中的先来的线程来获取资源。而一旦获取失败,就得进入AQS队列等待,而AQS队列是先来先服务的FIFO队列。

能够看到,NonfailSync和FairSync仅仅是在tryAcquireShared方法的实现上不同,其它都是一样的。

/**
* NonFair version
*/
static final class NonfairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = -2694183684443567898L; NonfairSync(int permits) {
super(permits);
} protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return nonfairTryAcquireShared(acquires);
}
} /**
* Fair version
*/
static final class FairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = 2014338818796000944L; FairSync(int permits) {
super(permits);
} protected int tryAcquireShared(int acquires) {
for (;;) {
if (hasQueuedPredecessors())
return -1;
int available = getState();
int remaining = available - acquires;
if (remaining < 0 ||
compareAndSetState(available, remaining))
return remaining;
}
}
}

再来看看Semaphore自己提供的方法,

1.支持可中断和不可中断的获取/释放

2.支持限时获取

3.支持tryXX获取/释放

4. 支持同一时候获取/释放多个资源

能够看到Semaphore的实现都是基于AQS的方法来作的,单个资源的获取/释放操作都是请求1个资源,所以參数传递的是1,多个资源获取传递了一个int个数。

public void acquire() throws InterruptedException {
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
} public void acquireUninterruptibly() {
        sync.acquireShared(1);
    } public boolean tryAcquire() {
        return sync.nonfairTryAcquireShared(1) >= 0;
    } public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException {
        return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
    } public void release() {
        sync.releaseShared(1);
    } public void acquire(int permits) throws InterruptedException {
        if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
        sync.acquireSharedInterruptibly(permits);
    } public void acquireUninterruptibly(int permits) {
        if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
        sync.acquireShared(permits);
    } public boolean tryAcquire(int permits) {
        if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
        return sync.nonfairTryAcquireShared(permits) >= 0;
    } public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException {
        if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
        return sync.tryAcquireSharedNanos(permits, unit.toNanos(timeout));
    } public void release(int permits) {
        if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
        sync.releaseShared(permits);
    }

以下用一个实例来測试一下Semaphore的功能。

1. 创建一个有两个票据的Semaphore

2. 创建20个线程来竞争运行race()方法

3. 在race()方法里先打印一句等待获取资源的话,再获取资源,获得资源后打印一句话,最后释放资源,释放资源前打印一句话

package com.lock.test;

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class SemaphoreUsecase {
private Semaphore semaphore = new Semaphore(2); public void race(){
System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is waiting the resource");
semaphore.acquireUninterruptibly();
try{
System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " got the resource");
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}finally{
System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is releasing the resource");
semaphore.release();
}
} public static void main(String[] args){
final SemaphoreUsecase usecase = new SemaphoreUsecase(); for(int i = 0; i < 10; i++){
Thread t = new Thread(new Runnable(){ @Override
public void run() {
usecase.race();
} }, String.valueOf(i));
t.start();
}
}
}

測试结果:

能够看到先来的两个线程先获得了资源,后来的线程都在等待,当有线程释放资源之后,等待的线程才会去获得资源,直到都获得/释放资源

Thread 0 is waiting the resource
Thread 0 got the resource
Thread 2 is waiting the resource
Thread 2 got the resource
Thread 1 is waiting the resource
Thread 4 is waiting the resource
Thread 3 is waiting the resource
Thread 5 is waiting the resource
Thread 6 is waiting the resource
Thread 7 is waiting the resource
Thread 8 is waiting the resource
Thread 9 is waiting the resource
Thread 2 is releasing the resource
Thread 0 is releasing the resource
Thread 1 got the resource
Thread 4 got the resource
Thread 1 is releasing the resource
Thread 4 is releasing the resource
Thread 3 got the resource
Thread 5 got the resource
Thread 3 is releasing the resource
Thread 5 is releasing the resource
Thread 6 got the resource
Thread 7 got the resource
Thread 7 is releasing the resource
Thread 6 is releasing the resource
Thread 8 got the resource
Thread 9 got the resource
Thread 8 is releasing the resource
Thread 9 is releasing the resource

聊聊高并发(二十五)解析java.util.concurrent各个组件(七) 理解Semaphore的更多相关文章

  1. 聊聊高并发(二十)解析java.util.concurrent各个组件(二) 12个原子变量相关类

    这篇说说java.util.concurrent.atomic包里的类,总共12个.网上有非常多文章解析这几个类.这里挑些重点说说. watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cu ...

  2. 谈论高并发(三十)解析java.util.concurrent各种组件(十二) 认识CyclicBarrier栅栏

    这次谈话CyclicBarrier栅栏,如可以从它的名字可以看出,它是可重复使用. 它的功能和CountDownLatch类别似,也让一组线程等待,然后开始往下跑起来.但也有在两者之间有一些差别 1. ...

  3. 聊聊高并发(四十)解析java.util.concurrent各个组件(十六) ThreadPoolExecutor源代码分析

    ThreadPoolExecutor是Executor运行框架最重要的一个实现类.提供了线程池管理和任务管理是两个最主要的能力.这篇通过分析ThreadPoolExecutor的源代码来看看怎样设计和 ...

  4. 聊聊高并发(二十九)解析java.util.concurrent各个组件(十一) 再看看ReentrantReadWriteLock可重入读-写锁

    上一篇聊聊高并发(二十八)解析java.util.concurrent各个组件(十) 理解ReentrantReadWriteLock可重入读-写锁 讲了可重入读写锁的基本情况和基本的方法,显示了怎样 ...

  5. 聊聊高并发(二十八)解析java.util.concurrent各个组件(十) 理解ReentrantReadWriteLock可重入读-写锁

    这篇讲讲ReentrantReadWriteLock可重入读写锁,它不仅是读写锁的实现,而且支持可重入性. 聊聊高并发(十五)实现一个简单的读-写锁(共享-排他锁) 这篇讲了怎样模拟一个读写锁. 可重 ...

  6. 高并发第十单:J.U.C AQS(AbstractQueuedSynchronizer) 组件:CountDownLatch. CyclicBarrier .Semaphore

    这里有一篇介绍AQS的文章 非常好: Java并发之AQS详解 AQS全名:AbstractQueuedSynchronizer,是并发容器J.U.C(java.lang.concurrent)下lo ...

  7. 聊聊高并发(三十九)解析java.util.concurrent各个组件(十五) 理解ExecutorService接口的设计

    上一篇讲了Executor接口的设计,目的是将任务的运行和任务的提交解耦.能够隐藏任务的运行策略.这篇说说ExecutorService接口.它扩展了Executor接口,对Executor的生命周期 ...

  8. 聊聊高并发(二十四)解析java.util.concurrent各个组件(六) 深入理解AQS(四)

    近期总体过了下AQS的结构.也在网上看了一些讲AQS的文章,大部分的文章都是泛泛而谈.又一次看了下AQS的代码,把一些新的要点拿出来说一说. AQS是一个管程.提供了一个主要的同步器的能力,包括了一个 ...

  9. 聊聊高并发(四十四)解析java.util.concurrent各个组件(二十) Executors工厂类

    Executor框架为了更方便使用,提供了Executors这个工厂类.通过一系列的静态工厂方法.能够高速地创建对应的Executor实例. 仅仅有一个nThreads參数的newFixedThrea ...

随机推荐

  1. Foundation 框架 NSArray、NSMutableArray排序

    一.使用selector对数组进行排序(无返回) 数组 book 中包含 AddressCard对象. 1.对数组调用 sortUsingSelector方法 -(void) sortByName { ...

  2. 转帖Jmeter中的几个重要测试指标释义

    Aggregate Report 是 JMeter 常用的一个 Listener,中文被翻译为“聚合报告”.今天再次有同行问到这个报告中的各项数据表示什么意思,顺便在这里公布一下,以备大家查阅. 如果 ...

  3. Springmvc异步上传文件

    <script src="js/jquery.js" type="text/javascript"></script><scrip ...

  4. yoeman构建Asp.net core项目并且实现分层

    在Mac上开发使用yoeman构建Asp.net core项目并且实现分层引用 1.Yoeman? yoeman是一个自动化脚手架工具.它提供很多generator,generator相当于Visua ...

  5. Primavera 6.0

    Primavera 6.0(原p3e/c)荟萃了P3软件20年的项目管理精髓和经验,采用最新的IT技术,在大型关系数据库Oracle和MS SQL Server上构架起企业级的.包涵现代项目管理知识体 ...

  6. Delphi调试DLL 不能调试 不能进入调试 注意!!!

    如何调试DLL,在这里就不再赘述了,但是,今天就碰到了一个特别奇怪的问题,参数设置正确,就是不能调试?? 通过上网查资料,发现了问题,注意: 1, 将Project主菜单的Project Option ...

  7. LeapMotion 简介

    Leap Motion Overview Leap Motion是一种检测和跟踪hands, fingers and finger-like tools的设备.该设备在一个较近的环境中操作,精度高,跟 ...

  8. linux 的 ping 原理

    ping命令的工作原理是: ping命令是用来查看网络上另一个主机系统的网络连接是否正常的一个工具. 他向网络上的另一个主机系统发送ICMP报文,如果指定系统得到了报文,它将把报文原样传回给发送者,这 ...

  9. linux下TUN/TAP虚拟网卡的使用

    转载:http://wushank.blog.51cto.com/3489095/1306849 tun/tap 驱动程序实现了虚拟网卡的功能,tun表示虚拟的是点对点设备,tap表示虚拟的是以太网设 ...

  10. DevExpress ASP.NET 使用经验谈(3)-XPO对象的使用(使用指定数据连接)

    首先,我们贴出上一节Users类XPO对象的保存代码,直接建立的XPO Session会话,因为没有与我们所期望的数据层建立绑定, 所以程序自动创建了一个Access数据库,作为默认数据库操作对象来使 ...