Semaphore实现信号灯

信号量(Semaphore)，有时被称为信号灯，是在多线程环境下使用的一种设施, 它负责协调各个线程, 以保证它们能够正确、合理的使用公共资源。

Semaphore 可以很轻松完成信号量控制，Semaphore可以控制某个资源可被同时访问的个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而release() 释放一个许可。比如在Windows下可以设置共享文件的最大客户端访问个数。 

Semaphore 可以维护当前访问自身的线程个数,并提供了同步机制,使用Semaphore 可以控制同时访问的资源的线程个数。 

Semaphore实现的功能就类似厕所有5个坑，假如有10个人要上厕所，那么同时只能有多少个人去上厕所呢？同时只能有5个人能够占用，当5个人中的任何一个人让开后，其中等待的另外5个人中又有一个人可以占用了。另外等待的5个人中可以是随机获得优先机会，也可以是按照先来后到的顺序获得机会，这取决于构造Semaphore对象时传入的参数选项。单个信号量的Semaphore对象可以实现互斥锁的功能，并且可以是由一个线程获得了“锁”，再由另一个线程释放“锁”，这可应用于死锁恢复的一些场合。

在java中，还可以设置该信号量是否采用公平模式，如果以公平方式执行，则线程将会按到达的顺序（FIFO）执行，如果是非公平，则可以后请求的有可能排在队列的头部。

JDK中定义如下：

Semaphore(int permits, boolean fair),创建具有给定的许可数和给定的公平设置的Semaphore。

 

以下例子,声明了一个只有3个许可的Semaphore，而有10个线程要访问这个资源，通过acquire()和release()获取和释放访问许可。

package com.itcast.heima2;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class TestSemaphore {//多个

                public static void main(String[] args) {

                // 线程池

                ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();

                // 只能3个线程同时访问

                final Semaphore semp = new Semaphore(3);

                 // 模拟10个客户端访问

                 for (int index = 0; index < 10; index++) {
                            Runnable run = new Runnable() {

                                                 public void run() {

                                                            try {

                                                                    // 获取许可

                                                                    semp.acquire();
                                                                    System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"进入,当前已有"+(3-semp.availablePermits())+"并发");
                                                                    Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                                                                    // 访问完后，释放
                                                                    System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"即将离开");
                                                                    semp.release();
                                                                    System.out.println("线程"+Thread.currentThread().getName()+"已离开,当前已有"+(3-semp.availablePermits())+"并发");

                                                            } catch (InterruptedException e) {

                                                                    e.printStackTrace();

                                                            }

                                                  }

                                      };

                      exec.execute(run);

             }

             // 退出线程池

             exec.shutdown();

       }

}

打印结果:

线程pool-1-thread-1进入,当前已有1并发
线程pool-1-thread-2进入,当前已有2并发
线程pool-1-thread-4进入,当前已有3并发
线程pool-1-thread-2即将离开
线程pool-1-thread-2已离开,当前已有2并发
线程pool-1-thread-5进入,当前已有3并发
线程pool-1-thread-4即将离开
线程pool-1-thread-4已离开,当前已有2并发
线程pool-1-thread-3进入,当前已有3并发
线程pool-1-thread-3即将离开
线程pool-1-thread-3已离开,当前已有3并发
线程pool-1-thread-6进入,当前已有3并发
线程pool-1-thread-6即将离开
线程pool-1-thread-7进入,当前已有3并发
线程pool-1-thread-6已离开,当前已有3并发
线程pool-1-thread-5即将离开
线程pool-1-thread-5已离开,当前已有2并发
线程pool-1-thread-8进入,当前已有3并发
线程pool-1-thread-1即将离开
线程pool-1-thread-1已离开,当前已有2并发
线程pool-1-thread-9进入,当前已有3并发
线程pool-1-thread-8即将离开
线程pool-1-thread-8已离开,当前已有2并发
线程pool-1-thread-10进入,当前已有3并发
线程pool-1-thread-9即将离开
线程pool-1-thread-9已离开,当前已有2并发
线程pool-1-thread-7即将离开
线程pool-1-thread-7已离开,当前已有1并发
线程pool-1-thread-10即将离开
线程pool-1-thread-10已离开,当前已有0并发