@[toc] 基本概念 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可以控制并发访问资源的线程个数。 例如排队买票的情况，如果
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基本概念
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可以控制并发访问资源的线程个数。
例如排队买票的情况，如果只有三个窗口，那么同一时间最多也只能有三个人买票。第四个人来了之后就必须在后面等着，只有其他人买好了，才可以去相应的窗口进行买票 。
作用和使用场景
- 用于保证同一时间并发访问线程的数目。
- 信号量在操作系统中是很重要的概念，Java并发库里的Semaphore就可以很轻松的完成类似操作系统信号量的控制。Semaphore可以很容易控制系统中某个资源被同时访问的线程个数。
- 在数据结构中我们学过链表，链表正常是可以保存无限个节点的，而Semaphore可以实现有限大小的列表。
使用场景：仅能提供有限访问的资源。比如数据库连接。
源码分析
构造函数
/** *接受一个整型的数字，表示可用的许可证数量。Semaphore（10）表*示允许10个线程获取许可证， *也就是最大并发数是10。 * * @param permits 可用许可证的初始数量。 **/ public Semaphore(int permits) { sync = new NonfairSync(permits); } /** * 使用给定的许可数量和给定的公平性设置 * * @param permits 可用许可证的初始数量。 * * @param fair 指定是公平模式还是非公平模式,默认非公平模式 . 公平模式：先启动的线程优先得到 * 许可。 非公平模式：先启动的线程并不一定先获得许可，谁抢到谁就获得许可。 */ public Semaphore(int permits, boolean fair) { sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits); }常用方法
- acquire() 获取一个许可
- acquire(int permits) 获取指定个数的许可
- tryAcquire()方法尝试获取1个许可证
- tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) 最大等待许可的时间
- tryAcquire(int permits) 获取指定个数的许可
- tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) 最大等待许可的时间
- availablePermits() ： 返回此信号量中当前可用的许可证数
- release() 释放许可
- release(int permits) 释放指定个数的许可
- 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。
使用案例
acquire()获取单个许可
/** * 线程数量 */ private final static int threadCount = 15; public static void main(String[] args) throws Exception { ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); final Semaphore semaphore = new Semaphore(3); for (int i = 0; i < threadCount; i++) { final int threadNum = i; exec.execute(() -> { try { //获取一个许可 semaphore.acquire(); test(threadNum); //释放一个许可 semaphore.release(); } catch (Exception e) { log.error("exception", e); } }); } exec.shutdown(); } private static void test(int threadNum) throws Exception { // 模拟请求的耗时操作 Thread.sleep(1000); log.info("{}", threadNum); }输出结果：
根据输出结果的时间可以看出来同一时间最多只能3个线程执行，符合预期
acquire(int permits)获取多个许可
/** * 线程数量 */ private final static int threadCount = 15; public static void main(String[] args) throws Exception { ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); //信号量设置为3，也就是最大并发量为3，同时只允许3个线程获得许可 final Semaphore semaphore = new Semaphore(3); for (int i = 0; i < threadCount; i++) { final int threadNum = i; exec.execute(() -> { try { //获取多个许可 semaphore.acquire(3); test(threadNum); //释放多个许可 semaphore.release(3); } catch (Exception e) { log.error("exception", e); } }); } exec.shutdown(); } private static void test(int threadNum) throws Exception { // 模拟请求的耗时操作 Thread.sleep(1000); log.info("{}", threadNum); }输出结果：
设置了3个许可，每个线程每次获取3个许可，因此同一时间只能有1个线程执行 。
tryAcquire()尝试获取一个许可,如果未获取到，不等待，将直接丢弃该线程不执行
/** * 线程数量 */ private final static int threadCount = 15; public static void main(String[] args) throws Exception { ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); //信号量设置为3，也就是最大并发量为3，同时只允许3个线程获得许可 final Semaphore semaphore = new Semaphore(3); for (int i = 0; i < threadCount; i++) { final int threadNum = i; exec.execute(() -> { try { //尝试获取一个许可,如果未获取到，不等待，将直接丢弃该线程不执行 if(semaphore.tryAcquire()) { test(threadNum); //释放许可 semaphore.release(); } } catch (Exception e) { log.error("exception", e); } }); } exec.shutdown(); } private static void test(int threadNum) throws Exception { // 模拟请求的耗时操作 Thread.sleep(1000); log.info("{}", threadNum); }输出结果：
从输出可以看到，在3个线程获取到3个许可后，因为每个线程调用的方法要执行1秒中，最早的一个许可也要在1S后释放，剩下的17个线程未获取到许可，使用了semaphore.tryAcquire()方法，没有设置等待时间，所以便直接被丢弃，不执行了。
tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)未获取到许可，设置等待时长
/** * 线程数量 */ private final static int threadCount = 15; public static void main(String[] args) throws Exception { ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); //信号量设置为3，也就是最大并发量为3，同时只允许3个线程获得许可 final Semaphore semaphore = new Semaphore(3); for (int i = 0; i < threadCount; i++) { final int threadNum = i; exec.execute(() -> { try { //设置了获取许可等待时间为2秒，如果两秒后还是未获得许可的线程便得不到执行 if(semaphore.tryAcquire(2000, TimeUnit.MILLISECONDS)) { test(threadNum); //释放许可 semaphore.release(); } } catch (Exception e) { log.error("exception", e); } }); } exec.shutdown(); } private static void test(int threadNum) throws Exception { // 模拟请求的耗时操作 Thread.sleep(1000); log.info("{}", threadNum); }输出结果：
tryAcquire通过参数指定了2秒的等待时间。 上述代码中同一时间最多执行3个。第4个线程因前3个线程执行需要耗时一秒未释放许可，因此需要等待。 但是由于设置了2秒的等待时间，所以在5秒内等待到了释放的许可，继续执行，循环往复。但是15个线程 ，每秒并发3个，2S是执行不完的。所以上面执行到第6个（0开始，显示是5）就结束了，【每次执行结果会有差异，取决于CPU】，并没有全部执行完15个线程。
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