Java 信号 Semaphore 简介

 Semaphore当前在多线程环境下被扩放使用。操作系统的信号量是个非常重要的概念，在进程控制方面都有应用。

Java 并发库 的Semaphore 能够非常轻松完毕信号量控制，Semaphore能够控制某个资源可被同一时候訪问的个数，通过 acquire() 获取一个许可，假设没有就等待，而 release() 释放一个许可。比方在Windows下能够设置共享文件的最大client訪问个数。 

Semaphore实现的功能就类似厕全部5个坑。假如有10个人要上厕所，那么同一时候仅仅能有多少个人去上厕所呢？同一时候仅仅能有5个人能够占用，当5个人中 的不论什么一个人让开后，当中等待的另外5个人中又有一个人能够占用了。另外等待的5个人中能够是随机获得优先机会，也能够是依照先来后到的顺序获得机会。这取决于构造Semaphore对象时传入的參数选项。单个信号量的Semaphore对象能够实现相互排斥锁的功能，而且能够是由一个线程获得了“锁”，再由还有一个线程释放“锁”，这可应用于死锁恢复的一些场合。

Semaphore维护了当前訪问的个数，提供同步机制，控制同一时候訪问的个数。在数据结构中链表能够保存“无限”的节点，用Semaphore能够实现有限大小的链表。另外重入锁 ReentrantLock 也能够实现该功能，但实现上要复杂些。 

以下的Demo中申明了一个仅仅有5个许可的Semaphore。而有20个线程要訪问这个资源，通过acquire()和release()获取和释放訪问许可。

package com.test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class TestSemaphore {

                public static void main(String[] args) {

                // 线程池

                ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();

                // 仅仅能5个线程同一时候訪问

                final Semaphore semp = new Semaphore(5);

                 // 模拟20个client訪问

                 for (int index = 0; index < 20; index++) {

                              final int NO = index;

                              Runnable run = new Runnable() {

                                                 public void run() {

                                                            try {

                                                                    // 获取许可

                                                                    semp.acquire();

                                                                    System.out.println("Accessing: " + NO);

                                                                    Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));

                                                                    // 訪问完后，释放

                                                                    semp.release();

                                                                    System.out.println("-----------------"+semp.availablePermits());

                                                            } catch (InterruptedException e) {

                                                                    e.printStackTrace();

                                                            }

                                                  }

                                      };

                      exec.execute(run);

             }

             // 退出线程池

             exec.shutdown();

       }

} 

运行结果例如以下：

Accessing: 0

Accessing: 1

Accessing: 3

Accessing: 4

Accessing: 2

-----------------0

Accessing: 6

-----------------1

Accessing: 7

-----------------1

Accessing: 8

-----------------1

Accessing: 10

-----------------1

Accessing: 9

-----------------1

Accessing: 5

-----------------1

Accessing: 12

-----------------1

Accessing: 11

-----------------1

Accessing: 13

-----------------1

Accessing: 14

-----------------1

Accessing: 15

-----------------1

Accessing: 16

-----------------1

Accessing: 17

-----------------1

Accessing: 18

-----------------1

Accessing: 19