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# Semaphore 是什么

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。

# Semaphore 如何使用

我们模拟一个数据库连接池,池中连接需要根据实际情况控制并发连接。

  • 获取连接时拿到一个许可。acquire 方法。
  • 释放时归还许可。release 方法。
public abstract class SemaphoreExample {

    private final Object[] connections; // 数据库可用连接
    private final Semaphore available = new Semaphore(10, true); // 信号量

    // 控制访问数量的方式获取可用连接,达到访问数量最大值时,阻塞
    public Object getConnection() throws InterruptedException {
        available.acquire();
        return getNextAvailableConnection();
    }

    // 放回连接
    public void putConnection(Object x) {
        if (markAsUnused(x))
            available.release();
    }

    abstract Object getNextAvailableConnection();

    abstract boolean markAsUnused(Object connection);
}

Semaphore 还提供一些其他方法:

  • intavailablePermits :返回此信号量中当前可用的许可证数
  • intgetQueueLength :返回正在等待获取许可证的线程数
  • booleanhasQueuedThreads :是否有线程正在等待获取许可证
  • reducePermits :减少 reduction 个许可证
  • getQueuedThreads :返回所有等待获取许可证的线程集合

# Semaphore 实现原理

因为 Semaphore 支持公平与非公平选择,内部实现机制为:

  • 内部基于 AbstractQueuedSynchronizer(AQS)实现一个公平与非公平公共的父类 Sync ,用于管理同步状态
  • Sync 主要使用共享式锁相关模板方法
  • FairSync 继承 Sync 用于处理公平问题
  • NonfairSync 继承 Sync 用于处理非公平问题

主要处理逻辑为:

  • 初始化 Semaphore 后,同步状态值设置为许可数量
  • 调用 acquire 方法后,许可数量 -1(同步状态值-1)
  • 调用 release 方法后,许可数量 +1(同步状态值+1)

# 应用场景

  • 流量控制,特别是公用资源有限的应用场景
  • 控制线程执行顺序,比如初始化一个许可证数量为 0 的信号量,在其他条件未释放许可时永远不可执行。
  • 可参考本专栏《LeetCode-xx(多线程)》相关练习题
最后修改时间: 2/17/2020, 4:43:04 AM