1. 是什么

限流工具类,同一时间只允许n个线程访问某资源

2. 原理分析

2.1. uml

@startuml
skinparam classAttributeIconSize 0 class Semaphore{
} class AbstractQueuedSynchronizer{
} class Sync{
} class FairSync{
} class NonfairSync{ } Sync <|-- FairSync Sync <|-- NonfairSync AbstractQueuedSynchronizer <|-- Sync Semaphore --> Sync
@enduml

可以看出Semaphore也有公平的和非公平之分

3. 公平信号量

3.1. 是什么

限流,使用的公平策略

3.2. 使用

public class SemaphoreTest
{
private final static int THREAD_COUNT = 100;
private final static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(THREAD_COUNT); public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
Semaphore semaphore = new Semaphore(10, true);//true代表公平 for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
{
new Thread(()->{
try
{
semaphore.acquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在访问资源。。。");
TimeUnit.SECONDS.sleep(3); }
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
finally
{
semaphore.release();
countDownLatch.countDown();
}
}).start();
} countDownLatch.await();
}
}

3.3. 原理分析

3.3.1. 构造方法

public Semaphore(int permits, boolean fair) {
//公平用的是FairSync
sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}

3.3.1.1. 公平Sync

  • FairSync
static final class FairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = 2014338818796000944L; FairSync(int permits) {
//Semaphore.Sync#Sync
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;
}
}
}
  • Sync
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = 1192457210091910933L; Sync(int permits) {
//最终就是设置了permits个信号量
setState(permits);
}
}

3.3.2. acquire

public void acquire() throws InterruptedException {
//AQS的acquireSharedInterruptibly
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}

3.3.2.1. 调用AQS加共享锁

  • AQS acquireSharedInterruptibly
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//Semaphore.FairSync重写了tryAcquireShared
//如果信号量不够那么返回负数,这里执行doAcquireSharedInterruptibly入AQS队,并且阻塞等待唤醒
//如果信号量够的话返回>=0的数,那么调用此acquire方法的代码就可以继续执行业务代码
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
3.3.2.1.1. 尝试加锁【公平:队列前面有人排队那么直接返回失败】
  • Semaphore.FairSync#tryAcquireShared
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
for (;;) {
//如果队列中我的前面有人排队,那么返回-1
if (hasQueuedPredecessors())
return -1;
//当前的信号量
int available = getState();
//当前的信号量够不够我获取?
int remaining = available - acquires;
//<0表示不够的话返回这个数
if (remaining < 0 ||
//>=0说明够了,那么CAS修改剩余信号量
compareAndSetState(available, remaining))
return remaining;
}
}

3.3.3. release

  • Semaphore#release()
public void release() {
//AQS的releaseShared
sync.releaseShared(1);
}

3.3.3.1. 调用AQS释放共享锁

  • AQS#releaseShared
public final boolean releaseShared(int arg) {
//Semaphore.Sync重写了tryReleaseShared
if (tryReleaseShared(arg)) {
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}
3.3.3.1.1. 尝试释放共享锁
  • Semaphore.Sync#tryReleaseShared
protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
for (;;) {
//获取当前信号量
int current = getState();
//加回去
int next = current + releases;
//溢出则抛异常
if (next < current) // overflow
throw new Error("Maximum permit count exceeded");
//CAS修改信号量
if (compareAndSetState(current, next))
return true;
}
}

4. 非公平信号量

4.1. 是什么

限流,使用的非公平策略

4.2. 使用

public class SemaphoreTest
{
private final static int THREAD_COUNT = 100;
private final static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(THREAD_COUNT); public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
Semaphore semaphore = new Semaphore(10); for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
{
new Thread(()->{
try
{
semaphore.acquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在访问资源。。。");
TimeUnit.SECONDS.sleep(3); }
catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
finally
{
semaphore.release();
countDownLatch.countDown();
}
}).start();
} countDownLatch.await();
}
}

4.3. 原理分析

4.3.1. 构造方法

public Semaphore(int permits) {
//创建的是非公平的Sync
sync = new NonfairSync(permits);
}

4.3.1.1. 非公平Sync

  • NonfairSync
static final class NonfairSync extends Sync {
private static final long serialVersionUID = -2694183684443567898L; NonfairSync(int permits) {
//调用Sync
super(permits);
} protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return nonfairTryAcquireShared(acquires);
}
}
  • Sync
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
private static final long serialVersionUID = 1192457210091910933L; Sync(int permits) {
//最终就是设置了permits个信号量
setState(permits);
}
}

4.3.2. acquire

public void acquire() throws InterruptedException {
//AQS的acquireSharedInterruptibly
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}

4.3.2.1. 调用AQS加共享锁

  • AQS acquireSharedInterruptibly
public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
throws InterruptedException {
if (Thread.interrupted())
throw new InterruptedException();
//Semaphore.NonfairSync重写了tryAcquireShared
//如果信号量不够那么返回负数,这里执行doAcquireSharedInterruptibly入AQS队,并且阻塞等待唤醒
//如果信号量够的话返回>=0的数,那么调用此acquire方法的代码就可以继续执行业务代码
if (tryAcquireShared(arg) < 0)
doAcquireSharedInterruptibly(arg);
}
4.3.2.1.1. 尝试加共享锁【非公平:不管队列前面是否有人我直接尝试加锁】
  • Semaphore.NonfairSync#tryAcquireShared
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
return nonfairTryAcquireShared(acquires);
}
  • Semaphore.Sync#nonfairTryAcquireShared
final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
for (;;) {
//当前的信号量
int available = getState();
//当前的信号量够不够我获取?
int remaining = available - acquires;
//<0表示不够的话返回这个数
if (remaining < 0 ||
//>=0说明够了,那么CAS修改剩余信号量
compareAndSetState(available, remaining))
return remaining;
}
}

4.3.3. release

  • Semaphore#release()
public void release() {
//AQS的releaseShared
sync.releaseShared(1);
}

4.3.3.1. 调用AQS释放共享锁

  • AQS#releaseShared
public final boolean releaseShared(int arg) {
//Semaphore.Sync重写了tryReleaseShared
if (tryReleaseShared(arg)) {
doReleaseShared();
return true;
}
return false;
}
4.3.3.1.1. 尝试释放锁
  • Semaphore.Sync#tryReleaseShared
protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
for (;;) {
//获取当前信号量
int current = getState();
//加回去
int next = current + releases;
//溢出则抛异常
if (next < current) // overflow
throw new Error("Maximum permit count exceeded");
//CAS修改信号量
if (compareAndSetState(current, next))
return true;
}
}

Java源码分析系列笔记-18.Semaphore的更多相关文章

  1. Java源码分析系列之HttpServletRequest源码分析

    从源码当中 我们可以 得知,HttpServletRequest其实 实际上 并 不是一个类,它只是一个标准,一个 接口而已,它的 父类是ServletRequest. 认证方式 public int ...

  2. Java源码分析系列

    1) 深入Java集合学习系列:HashMap的实现原理 2) 深入Java集合学习系列:LinkedHashMap的实现原理 3) 深入Java集合学习系列:HashSet的实现原理 4) 深入Ja ...

  3. jQuery源码分析系列

    声明:本文为原创文章,如需转载,请注明来源并保留原文链接Aaron,谢谢! 版本截止到2013.8.24 jQuery官方发布最新的的2.0.3为准 附上每一章的源码注释分析 :https://git ...

  4. MyCat源码分析系列之——结果合并

    更多MyCat源码分析,请戳MyCat源码分析系列 结果合并 在SQL下发流程和前后端验证流程中介绍过,通过用户验证的后端连接绑定的NIOHandler是MySQLConnectionHandler实 ...

  5. MyCat源码分析系列之——BufferPool与缓存机制

    更多MyCat源码分析,请戳MyCat源码分析系列 BufferPool MyCat的缓冲区采用的是java.nio.ByteBuffer,由BufferPool类统一管理,相关的设置在SystemC ...

  6. jquery2源码分析系列

    学习jquery的源码对于提高前端的能力很有帮助,下面的系列是我在网上看到的对jquery2的源码的分析.等有时间了好好研究下.我们知道jquery2开始就不支持IE6-8了,从jquery2的源码中 ...

  7. [Tomcat 源码分析系列] (二) : Tomcat 启动脚本-catalina.bat

    概述 Tomcat 的三个最重要的启动脚本: startup.bat catalina.bat setclasspath.bat 上一篇咱们分析了 startup.bat 脚本 这一篇咱们来分析 ca ...

  8. [转]jQuery源码分析系列

    文章转自:jQuery源码分析系列-Aaron 版本截止到2013.8.24 jQuery官方发布最新的的2.0.3为准 附上每一章的源码注释分析 :https://github.com/JsAaro ...

  9. MyBatis 源码分析系列文章导读

    1.本文速览 本篇文章是我为接下来的 MyBatis 源码分析系列文章写的一个导读文章.本篇文章从 MyBatis 是什么(what),为什么要使用(why),以及如何使用(how)等三个角度进行了说 ...

  10. spring源码分析系列 (8) FactoryBean工厂类机制

    更多文章点击--spring源码分析系列 1.FactoryBean设计目的以及使用 2.FactoryBean工厂类机制运行机制分析 1.FactoryBean设计目的以及使用 FactoryBea ...

随机推荐

  1. some notes

    .displaynone { display: none } https://voce.chat/zh-CN 一个开源的迷你的国产开源聊天软件,服务端非常小,只有 15MB. 4 分钟前 虽然没有办法 ...

  2. 【Maven】在 Eclipse 中使用 Maven

    在 Eclipse 中使用 Maven 1 安装 Maven 核心程序 下载地址:http://maven.apache.org/ 检查 JAVA_HOME 环境变量.Maven 是使用 Java 开 ...

  3. Windows Terminal 添加 git-bash

    配置文件中 profiles 节点补充配置 { "guid": "{b453ae62-4e3d-5e58-b989-0a998ec441b7}", " ...

  4. 【Java异步编程利器】CompletableFuture完全指南

    Java异步编程利器:CompletableFuture完全指南 图:传统同步 vs 异步编程模式对比 一.为什么需要异步编程? 同步 vs 异步的餐厅点餐比喻 同步方式 异步方式 顾客站在柜台前等待 ...

  5. FREERTOS_LWIP TcpServer 加快接收速度

    刚开始调试时,关注点都在接收缓存等参数上,接受的间隔上限时钟在250ms左右. 后来发现是其中一个参数的设定决定了接收的速度,调整参数后,可以达到每80ms接收1024个字节. 发文留存,备忘.

  6. AbstractAutoProxyCreator#postProcessBeforeInstantiation

    一.定义 postProcessBeforeInstantiation 是 Spring AOP 动态代理的核心扩展点,通过提前创建代理对象优化性能,并支持丰富的自定义逻辑(如事务.安全) 二.代码分 ...

  7. springAPI对事物支持之XML式配置

    <bean id="dataSource" class="org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerData ...

  8. 格林威治时间(Tue Jan 01 00:00:00 CST 2019)转Date

    Excel导入时后台接受日期格式数据为[格林威治时间](例:Tue Jan 01 00:00:00 CST 2019) 格林威治时间转Date package com.cn; import java. ...

  9. <HarmonyOS第一课07>从网络获取数据

    视频链接: https://developer.huawei.com/consumer/cn/training/course/slightMooc/C101717497918284399?ha_sou ...

  10. Gnirehtet —— 通过 USB 让手机共享 PC 网络

    Gnirehtet 使用教程 什么是 Gnirehtet? Gnirehtet("Tethering" 反写)是 Google 开发的开源工具,用于 通过 USB 共享 PC 网络 ...