Java多線程-Semaphore信號量使用

介紹

信號量(Semaphore)，有時被稱為信號燈，是在多線程環境下使用的一種設施, 它負責協調各個線程, 以保證它們能夠正確、合理的使用公共資源。

概念

Semaphore分為單值和多值兩種，前者只能被一個線程獲得，後者可以被若干個線程獲得。

Semaphore當前在多線程環境下被擴放使用，操作系統的信號量是個很重要的概念，在進程控制方面都有應用。Java並發庫Semaphore 可以很輕松完成信號量控制，Semaphore可以控制某個資源可被同時訪問的個數，通過 acquire() 獲取一個許可，如果沒有就等待，而 release() 釋放一個許可。比如在Windows下可以設置共享文件的最大客戶端訪問個數。

單個信號量的Semaphore對象可以實現互斥鎖的功能，並且可以是由一個線程獲得了“鎖”，再由另一個線程釋放“鎖”，這可應用於死鎖恢復的一些場合。

實例

現在有一個三個信號燈，啟動10個線程分別獲取信號燈，當信號燈被占用時，其他線程只能等待，當信號燈被釋放則等待線程獲取信號燈。

public class SemaphoreTest {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService pool =  Executors.newCachedThreadPool();
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(3,true);
       
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Runnable runnable = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        semaphore.acquire();//獲取信號燈許可
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("Thread "+Thread.currentThread().getName()+" 進入" +"當前系統的並發數是："+(3-semaphore.availablePermits()));
                    try {
                        Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        // TODO Auto-generated catch block
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("Thread "+Thread.currentThread().getName()+" 即將離開");
                    semaphore.release();//釋放信號燈
                    System.out.println("Thread "+Thread.currentThread().getName()+" 已經離開，當前系統的並發數是："+(3-semaphore.availablePermits()));
                }
            };
            pool.execute(runnable);
       
        }
    }
}

另外需要注意的一點是，信號燈可以由一個線程使用，然後由另一個線程來進行釋放，而鎖只能由同一個線程啟動和釋放，不然就好發生死鎖，這一點需要格外注意。