理解Semaphore及其用法详解

Semaphore也是一个线程同步的辅助类，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可以控制同时访问资源的线程个数，例如，实现一个文件允许的并发访问数。
Semaphore的主要方法摘要：
　　void acquire()``:从此信号量获取一个许可，在提供一个许可前一直将线程阻塞，否则线程被中断。
　　void release():释放一个许可，将其返回给信号量。
　 int availablePermits():返回此信号量中当前可用的许可数。
　　boolean hasQueuedThreads():查询是否有线程正在等待获取。
下面是一个例子：

    private static Semaphore s = new Semaphore(3);
    private static final int THREAD_COUNT = 30;
    public static void main(String[] args) {
        UnsafeExample u = new UnsafeExample();
        for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
            threadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        s.acquire();
                        u.n();
                        s.release();
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                }
            });
        }
        threadPool.shutdown();
    }
    private void n() throws InterruptedException {
        // 每次同时执行三个进程，休息5s 后在执行 下一个三个
        System.out.println("save data");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
    }

package com.thread;
 2 
 3 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 4 import java.util.concurrent.Executors;
 5 import java.util.concurrent.Semaphore;
 6 
 7 public class SemaphoreTest {
 8     public static void main(String[] args) {
 9         ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
10         final  Semaphore sp = new Semaphore(3);//创建Semaphore信号量，初始化许可大小为3
11         for(int i=0;i<10;i++){
12             try {
13                 Thread.sleep(100);
14             } catch (InterruptedException e2) {
15                 e2.printStackTrace();
16             }
17             Runnable runnable = new Runnable(){
18                     public void run(){
19                     try {
20                         sp.acquire();//请求获得许可，如果有可获得的许可则继续往下执行，许可数减1。否则进入阻塞状态
21                     } catch (InterruptedException e1) {
22                         e1.printStackTrace();
23                     }
24                     System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + 
25                             "进入，当前已有" + (3-sp.availablePermits()) + "个并发");
26                     try {
27                         Thread.sleep((long)(Math.random()*10000));
28                     } catch (InterruptedException e) {
29                         e.printStackTrace();
30                     }
31                     System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + 
32                             "即将离开");                    
33                     sp.release();//释放许可，许可数加1
34                     //下面代码有时候执行不准确，因为其没有和上面的代码合成原子单元
35                     System.out.println("线程" + Thread.currentThread().getName() + 
36                             "已离开，当前已有" + (3-sp.availablePermits()) + "个并发");                    
37                 }
38             };
39             service.execute(runnable);            
40         }
41     }
42 
43 }

　　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。

package com.thread;
 2 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 3 import java.util.concurrent.Executors;
 4 import java.util.concurrent.Semaphore;
 5 import java.util.concurrent.locks.Lock;
 6 import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 7 
 8 public class LockTest {
 9     public static void main(String[] args) {
10         final Business business = new Business();
11         ExecutorService executor =  Executors.newFixedThreadPool(3);
12         for(int i=0;i<3;i++)
13         {
14             executor.execute(
15                     new Runnable()
16                     {
17                         public void run()
18                         {
19                             business.service();
20                         }
21                     }
22             
23             );
24         }
25         executor.shutdown();
26     }
27     
28     private static class Business
29     {
30         private int count;
31         Lock lock = new ReentrantLock();
32         Semaphore sp = new Semaphore(1);
33         public void service() 
34         {
35             //lock.lock();
36             try {
37                 sp.acquire(); //当前线程使用count变量的时候将其锁住，不允许其他线程访问
38             } catch (InterruptedException e1) {
39                 e1.printStackTrace();
40             }
41             try {
42                 count++;
43                 try {
44                     Thread.sleep(1000);
45                 } catch (InterruptedException e) {
46                     e.printStackTrace();
47                 }
48                 System.out.println(count);
49             } catch (RuntimeException e) {
50                 e.printStackTrace();
51             }
52             finally
53             {
54                 //lock.unlock();
55                 sp.release();  //释放锁
56             }
57         }
58     }        
59     
60 }