Java并发编程(23):并发新特性—信号量Semaphore(含代码)

在操作系统中,信号量是个很重要的概念,它在控制进程间的协作方面有着非常重要的作用,通过对信号量的不同操作,可以分别实现进程间的互斥与同步。当然它也可以用于多线程的控制,我们完全可以通过使用信号量来自定义实现类似Java中的synchronized、wait、notify机制。

Java并发包中的信号量Semaphore实际上是一个功能完毕的计数信号量,从概念上讲,它维护了一个许可集合,对控制一定资源的消费与回收有着很重要的意义。Semaphore可以控制某个资源被同时访问的任务数,它通过acquire()获取一个许可,release()释放一个许可。如果被同时访问的任务数已满,则其他acquire的任务进入等待状态,直到有一个任务被release掉,它才能得到许可。

下面给出一个采用Semaphore控制并发访问数量的示例程序:

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
public class SemaphoreTest{
	public static void main(String[] args) {
	//采用新特性来启动和管理线程——内部使用线程池
	ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
	//只允许5个线程同时访问
	final Semaphore semp = new Semaphore(5);
	//模拟10个客户端访问
	for (int index = 0; index < 10; index++){
		final int num = index;
		Runnable run = new Runnable() {
			public void run() {
				try {
					//获取许可
					semp.acquire();
					System.out.println("线程" + 
						Thread.currentThread().getName() + "获得许可:"  + num);
					//模拟耗时的任务
					for (int i = 0; i < 999999; i++) ;
					//释放许可
					semp.release();
					System.out.println("线程" + 
						Thread.currentThread().getName() + "释放许可:"  + num);
					System.out.println("当前允许进入的任务个数:" +
						semp.availablePermits());
				}catch(InterruptedException e){
					e.printStackTrace();
				}
			}
		};
		  exec.execute(run);
	}
	//关闭线程池
	exec.shutdown();
	}
}

某次执行的结果如下:

线程pool-1-thread-1获得许可:0
线程pool-1-thread-1释放许可:0
当前允许进入的任务个数:5
线程pool-1-thread-2获得许可:1
线程pool-1-thread-6获得许可:5
线程pool-1-thread-4获得许可:3
线程pool-1-thread-8获得许可:7
线程pool-1-thread-2释放许可:1
当前允许进入的任务个数:2
线程pool-1-thread-5获得许可:4
线程pool-1-thread-8释放许可:7
线程pool-1-thread-3获得许可:2
线程pool-1-thread-4释放许可:3
线程pool-1-thread-10获得许可:9
线程pool-1-thread-6释放许可:5
线程pool-1-thread-10释放许可:9
当前允许进入的任务个数:2
线程pool-1-thread-3释放许可:2
当前允许进入的任务个数:1
线程pool-1-thread-5释放许可:4
当前允许进入的任务个数:3
线程pool-1-thread-7获得许可:6
线程pool-1-thread-9获得许可:8
线程pool-1-thread-7释放许可:6
当前允许进入的任务个数:5
当前允许进入的任务个数:3
当前允许进入的任务个数:3
当前允许进入的任务个数:3
线程pool-1-thread-9释放许可:8
当前允许进入的任务个数:5

可以看出,Semaphore允许并发访问的任务数一直为5,当然,这里还很容易看出一点,就是Semaphore仅仅是对资源的并发访问的任务数进行监控,而不会保证线程安全,因此,在访问的时候,要自己控制线程的安全访问。

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