Java中的信号量Semaphore

信号量的实现模型一般包括：1个计数器、1个等待队列、3个方法(需要保证原子性)

JDK 中 Semaphore 是基于 AbstractQueuedSynchronizer 实现，可以指定是否公平

信号量 Semaphore 实现的伪代码：

class Semaphore{  //计数器  int count;
  //等待队列  Queue queue;
  //初始化  Semaphore(int c){    this.count=c;  }
  //获取许可证  void acquire(){    count--;    if(count<0){      //将当前线程插入等待队列      //阻塞当前线程    }  }
  //获取许可证  void release(){    count++;    if(count<=0) {      //移除等待队列中的某个线程      //唤醒某个线程    }  }}

使用信号量实现互斥锁效果：

package constxiong.interview;
import java.util.concurrent.Semaphore;
/** * 测试使用信号量实现锁的效果 * @author ConstXiong * @date 2019-12-18 14:18:47 */public class TestSemaphore {
  private static int count;
  private static Semaphore semaphore = new Semaphore(1);
  public static void main(String[] args) {    for (int i = 0; i < 100; i++) {      new Thread(() -> {        add();        System.out.println(count);      }).start();    }  }
  private static void add() {    try {      semaphore.acquire();      Thread.sleep(100);      count++;    } catch(InterruptedException e) {      e.printStackTrace();    } finally {      semaphore.release();    }  }
}

除了能实现互斥锁，信号量还可以做到允许多个线程访问同一个临界区，这是它与互斥锁一个较大的区别点。

将代码进行修改，实现限流功能：

package constxiong.interview;
import java.util.concurrent.Semaphore;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/** * 测试使用信号量实现限流的效果 * @author ConstXiong * @date 2019-12-18 14:18:47 */public class TestSemaphore {
  private static AtomicInteger acount = new AtomicInteger(0);
  private static Semaphore semaphore = new Semaphore(10);
  public static void main(String[] args) {    testAddAtomic();  }
  /**   * 测试允许十个线程并发递增 acount   */  private static void testAddAtomic() {     for (int i = 0; i < 100; i++) {      new Thread(() -> {        System.out.println(addAtomic());      }).start();    }  }
  private static int addAtomic() {    try {      semaphore.acquire();      Thread.sleep(100);      return acount.incrementAndGet();    } catch(InterruptedException e) {      e.printStackTrace();    } finally {      semaphore.release();    }    return -1;  }
}

在实际的 Java 开发中，信号量的使用相对互斥锁来说较少，知名度没那么高，但在其他编程语言中使用较广。

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