Semaphore信号量

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概要

​ Semaphore当前在多线程环境下被扩放使用，操作系统的信号量是个很重要的概念，在进程控制方面都有应用。Java 并发库的Semaphore可以很轻松完成信号量控制，Semaphore可以控制某个资源可被同时访问的个数，通过 acquire()获取一个许可，如果没有就等待，而release()释放一个许可。用来控制资源同时访问个数

​ 以一个停车场运作为例。假设停车场只有三个车位，一开始三个车位都是空的。这时如果同时来了五辆车，看门人允许其中三辆不受阻碍的进入，然后放下车拦，剩下的车则必须在入口等待，此后来的车也都不得不在入口处等待。这时，有一辆车离开停车场，看门人得知后，打开车拦，放入一辆，如果又离开两辆，则又可以放入两辆，如此往复。

构造函数

Semaphore提供了一个带有boolean参数的构造方法，true代表公平锁，false代表非公平锁，默认实现是非公平锁。

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public Semaphore(int permits); // 创建具有给定许可数的非公平Semaphore
public Semaphore(int permits, boolean fair); //创建具有给定许可数的公平(true)或非公平(false) Semaphore

普通方法

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public 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
public void acquire(int permits) //从此信号量获取给定数目的许可，在提供这些许可前一直将线程阻塞，或者线程已被中断
public void release() //释放一个许可，将可用的许可数增加1
public void release(int permits) //释放给定数目的许可，将其返回到信号量
public boolean isFair() //如果此信号量的公平设置为true，则返回 true

停车案例

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package com.zsr.test.Semaphore;
import java.util.concurrent.Semaphore;
class Car implements Runnable {
  private final Semaphore parkingspace;
  private int carNo;
  /**
   * @param parkingspace
   * @param carNo
   */
  public Car(Semaphore parkingspace, int carNo) {
    this.parkingspace = parkingspace;
    this.carNo = carNo;
  }
  public void run() {
    try {
      parkingspace.acquire();
      parking();
      Thread.sleep(300);
      parkingspace.release();
      leaving();
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
  private void parking() {
    System.out.println(String.format("%d号车泊车", carNo));
  }
  private void leaving() {
    System.out.println(String.format("%d号车离开车位", carNo));
  }
}
public class ParkingCars {
  private static final int NUMBER_OF_CARS = 5;
  private static final int NUMBER_OF_PARKING_SPACE = 3;
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
    Semaphore parkingSpace = new Semaphore(NUMBER_OF_PARKING_SPACE, true);
    for (int carNo = 1; carNo <= NUMBER_OF_CARS; carNo++) {
      new Thread(new Car(parkingSpace, carNo)).start();
    }
    Thread.sleep(3000);
    /*
     * 输出还有几个可以用的资源数
     */
    System.out.println(parkingSpace.availablePermits() + " 个停车位可以用!");
  }
}

输出结果:

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2号车泊车
1号车泊车
3号车泊车
2号车离开车位
4号车泊车
3号车离开车位
1号车离开车位
5号车泊车
4号车离开车位
5号车离开车位
3 个停车位可以用!

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