信号量Semaphore

Semaphore信号量是Java一个并发工具类

概述

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。

计数信号量用来控制同时访问某个特定资源的操作数量，或者同时执行某个指定操作的数量。信号量还可以用来实现某种资源池，或者对容器施加边界。

原理

Semaphore的实现原理与阻塞队列相似：
Semaphore管理着一组许可（permit）,许可的初始数量可以通过构造函数设定。操作时首先要获取到许可，才能进行操作，操作完成后需要释放许可。如果没有获取许可，则阻塞直到有许可被释放。如果初始化了一个许可为1的Semaphore，那么就相当于一个不可重入的互斥锁（Mutex）。

形象点的解释就是一个厕所里只有三个坑，但是现在有五个人要方便，所以只能进去三个人其他两个人只能在外面排队等待（阻塞）。等到有一个人解决完出来了，就又可以进去一个人了。

方法

下面是部分方法：

public class Semaphore implements java.io.Serializable {
     //获取许可，如果许可已经满了，则阻塞
    public void acquire() throws InterruptedException;
    //获取指定数量的许可
    public void acquire(int permits) throws InterruptedException;
    //释放许可    
    public void release();
    //获取当前可用许可数量
    public int availablePermits();
    //仅在调用时可用时，才从此信号量获取许可。
    public boolean tryAcquire();
    //如果在给定的等待时间内可用，并且当前线程尚未中断，则从此信号量获取许可。
    public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;
    //仅在调用时所有可用的条件下，从此信号量获取给定数量的许可。
    public boolean tryAcquire(int permits);
    //如果所有信号在给定的等待时间内可用，并且当前线程未中断，则从该信号量获取给定数量的许可。
    public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException
}

实例

下面是一个简单的信号量使用实例：

public void semaphore(){
    //线程池
    ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
    //信号量，最多5个线程同时访问
    final Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
    //模拟10个客户端访问
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try{
                    //请求许可
                    semaphore.acquire();
                    Thread.sleep(5000);
                    //访问完后，释放
                    semaphore.release();
                    System.out.println(semaphore.availablePermits());
                }catch (InterruptedException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        //执行任务
        executorService.execute(runnable);
    }
    //关闭线程池
    executorService.shutdown();
}