Semaphore用法

Semaphore翻译成字面意思为 信号量，Semaphore可以控同时访问的线程个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。

Semaphore类位于java.util.concurrent包下，它提供了2个构造器：

public Semaphore(int permits) {          //参数permits表示许可数目，即同时可以允许多少线程进行访问
    sync = new NonfairSync(permits);
}
public Semaphore(int permits, boolean fair) {    //这个多了一个参数fair表示是否是公平的，即等待时间越久的越先获取许可
    sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}

下面说一下Semaphore类中比较重要的几个方法，首先是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

acquire()：用来获取一个许可，若无许可能够获得，则会一直等待，直到获得许可。
release()：用来释放许可。注意，在释放许可之前，必须先获获得许可。
这4个方法都会被阻塞，如果想立即得到执行结果，可以使用下面几个方法：

1   public boolean tryAcquire() { };    //尝试获取一个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回false
2   public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { };  //尝试获取一个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false
3   public boolean tryAcquire(int permits) { }; //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
4   public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //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，否则则立即返回false

另外还可以通过availablePermits()方法得到可用的许可数目。

下面通过一个例子来看一下Semaphore的具体使用：
假若一个工厂有5台机器，但是有8个工人，一台机器同时只能被一个工人使用，只有使用完了，其他工人才能继续使用。那么我们就可以通过Semaphore来实现：

1   public class Test {
2       public static void main(String[] args) {
3           int N = 8;            //工人数
4           Semaphore semaphore = new Semaphore(5); //机器数目
5           for(int i=0;i6               new Worker(i,semaphore).start();
7       }
8    
9       static class Worker extends Thread{
10          private int num;
11          private Semaphore semaphore;
12          public Worker(int num,Semaphore semaphore){
13              this.num = num;
14              this.semaphore = semaphore;
15          }
16   
17          @Override
18          public void run() {
19              try {
20                  semaphore.acquire();
21                  System.out.println("工人"+this.num+"占用一个机器在生产...");
22                  Thread.sleep(2000);
23                  System.out.println("工人"+this.num+"释放出机器");
24                  semaphore.release();           
25              } catch (InterruptedException e) {
26                  e.printStackTrace();
27              }
28          }
29      }
30  }

执行结果如下：

1   工人0占用一个机器在生产...
2   工人1占用一个机器在生产...
3   工人2占用一个机器在生产...
4   工人4占用一个机器在生产...
5   工人5占用一个机器在生产...
6   工人0释放出机器
7   工人2释放出机器
8   工人3占用一个机器在生产...
9   工人7占用一个机器在生产...
10  工人4释放出机器
11  工人5释放出机器
12  工人1释放出机器
13  工人6占用一个机器在生产...
14  工人3释放出机器
15  工人7释放出机器
16  工人6释放出机器

下面对上面说的三个辅助类进行一个总结：
1）CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不同：
CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个其他线程执行完任务之后，它才执行；
而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行；
另外，CountDownLatch是不能够重用的，而CyclicBarrier是可以重用的。
2）Semaphore其实和锁有点类似，它一般用于控制对某组资源的访问权限。