控制并发线程数的Semaphore

Semaphore(信号量)是用来控制同时访问特定资源的线程数量,它通过协调各个线程,以保证合理的使用公共资源
把它比作是控制流量的红绿灯,比如XX马路要限制流量,只允许同时有一百辆车在这条路上行使,其他的都必须在路口等待,
所以前一百辆车会看到绿灯,可以开进这条马路,后面的车会看到红灯,不能驶入XX马路,但是如果前一百辆中有五辆车
已经离开了XX马路,那么后面就允许有5辆车驶入马路,这个例子里说的车就是线程,驶入马路就表示线程在执行,离开
马路就表示线程执行完成,看见红灯就表示线程被阻塞,不能执行。

信号量可以用来限制对某个共享资源进行访问的线程的数量。在对资源进行访问之前,线程必须从得到信号量的许可(调用
Semaphore对象的acquire()方法);在完成对资源的访问后,线程必须向信号量归还许可(调用Semaphore对象的release()方法)

方法

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acquire() 获取许可
release()向信号量归还许可
int availablePermits() :返回此信号量中当前可用的许可证数。
int getQueueLength():返回正在等待获取许可证的线程数。
boolean hasQueuedThreads() :是否有线程正在等待获取许可证。
void reducePermits(int reduction) :减少reduction个许可证。是个protected方法。
Collection getQueuedThreads() :返回所有等待获取许可证的线程集合。是个protected方法。

应用场景

Semaphore可以用于做流量控制,特别公用资源有限的应用场景,比如数据库连接。假如有一个需求,要读取几万个文件的数据,
因为都是IO密集型任务,我们可以启动几十个线程并发的读取,但是如果读到内存后,还需要存储到数据库中,而数据库的连接
数只有10个,这时我们必须控制只有十个线程同时获取数据库连接保存数据,否则会报错无法获取数据库连接。这个时候,我们
就可以使用Semaphore来做流控

一个计数信号量。从概念上讲,信号量维护了一个许可集。如有必要,在许可可用前会阻塞每一个 acquire(),然后再获取该许可。
每个 release() 添加一个许可,从而可能释放一个正在阻塞的获取者。但是,不使用实际的许可对象,Semaphore 只对可用许可
的号码进行计数,并采取相应的行动。拿到信号量的线程可以进入代码,否则就等待。通过acquire()和release()获取和释放访问许可。

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public static void main(String[] args) {
// 线程池
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
// 只能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 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() * 6000));
// 访问完后,释放
System.out.println("release: " + NO);
semp.release();
//availablePermits()指的是当前信号灯库中有多少个可以被使用
//System.out.println("-----------------" + semp.availablePermits());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
exec.execute(run);
}
// 退出线程池
exec.shutdown();
}

//输出

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