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    并发工具类(三)控制并发线程数的Semaphore

    简介

    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。很多年以来,我都觉得从字面上很难理解Semaphore所表达的含义,只能把它比作是控制流量的红绿灯,比如XX马路要限制流量,只允许同时有一百辆车在这条路上行使,其他的都必须在路口等待,所以前一百辆车会看到绿灯,可以开进这条马路,后面的车会看到红灯,不能驶入XX马路,但是如果前一百辆中有五辆车已经离开了XX马路,那么后面就允许有5辆车驶入马路,这个例子里说的车就是线程,驶入马路就表示线程在执行,离开马路就表示线程执行完成,看见红灯就表示线程被阻塞,不能执行。

    应用场景

    Semaphore可以用于做流量控制,特别公用资源有限的应用场景,比如数据库连接。假如有一个需求,要读取几万个文件的数据,因为都是IO密集型任务,我们可以启动几十个线程并发的读取,但是如果读到内存后,还需要存储到数据库中,而数据库的连接数只有10个,这时我们必须控制只有十个线程同时获取数据库连接保存数据,否则会报错无法获取数据库连接。这个时候,我们就可以使用Semaphore来做流控,代码如下:

    public class SemaphoreTest {
    
    	private static final int THREAD_COUNT = 30;
    
    	private static ExecutorService threadPool = Executors
    			.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);
    
    	private static Semaphore s = new Semaphore(10);
    
    	public static void main(String[] args) {
    		for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
    			threadPool.execute(new Runnable() {
    				@Override
    				public void run() {
    					try {
    						s.acquire();
    						System.out.println("save data");
    						s.release();
    					} catch (InterruptedException e) {
    					}
    				}
    			});
    		}
    
    		threadPool.shutdown();
    	}
    }
    

    在代码中,虽然有30个线程在执行,但是只允许10个并发的执行。Semaphore的构造方法Semaphore(int permits) 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。Semaphore的用法也很简单,首先线程使用Semaphore的acquire()获取一个许可证,使用完之后调用release()归还许可证?;箍梢杂胻ryAcquire()方法尝试获取许可证。

    其他方法

    Semaphore还提供一些其他方法:

    • int availablePermits() :返回此信号量中当前可用的许可证数。
    • 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。

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    • 评论 (3)
      • 使用D
      • 2017/03/31 11:12上午

      代码测试结果和写的不一致

        • 使用D
        • 2017/03/31 11:17上午

        s.acquire();
        Thread.currentThread().sleep(2000);
        System.out.println(“save data=” + count.incrementAndGet());
        s.release();
        需要在获得acquire后,线程等待一段时间(我这里假设2秒),由于信号Semaphore只有10个,所以只有十个线程能执行s.acquire();成功。

      • coolboyysy
      • 2017/12/27 5:44下午

      package com.souyidai.controllers;

      import java.util.concurrent.ExecutorService;
      import java.util.concurrent.Executors;
      import java.util.concurrent.Semaphore;

      public class SemaphoreTest {

      private static final int THREAD_COUNT = 30;

      private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);

      private static Semaphore s = new Semaphore(10);

      public static void main(String[] args) {
      for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
      final String test = String.valueOf(i);
      threadPool.execute(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
      try {
      s.acquire();
      Thread.currentThread().sleep(2000);
      System.out.println("save data:"+test+":::"+Thread.currentThread().getName());
      s.release();
      } catch (Exception e) {
      }
      }
      });
      }

      threadPool.shutdown();
      }
      }

      执行结果:

      save data:8:::pool-1-thread-9
      save data:5:::pool-1-thread-6
      save data:6:::pool-1-thread-7
      save data:0:::pool-1-thread-1
      save data:9:::pool-1-thread-10
      save data:7:::pool-1-thread-8
      save data:4:::pool-1-thread-5
      save data:2:::pool-1-thread-3
      save data:1:::pool-1-thread-2
      save data:3:::pool-1-thread-4
      save data:10:::pool-1-thread-11
      save data:11:::pool-1-thread-12
      save data:13:::pool-1-thread-14
      save data:15:::pool-1-thread-16
      save data:17:::pool-1-thread-18
      save data:19:::pool-1-thread-20
      save data:12:::pool-1-thread-13
      save data:18:::pool-1-thread-19
      save data:16:::pool-1-thread-17
      save data:14:::pool-1-thread-15
      save data:20:::pool-1-thread-21
      save data:21:::pool-1-thread-22
      save data:23:::pool-1-thread-24
      save data:26:::pool-1-thread-27
      save data:27:::pool-1-thread-28
      save data:22:::pool-1-thread-23
      save data:29:::pool-1-thread-30
      save data:28:::pool-1-thread-29
      save data:25:::pool-1-thread-26
      save data:24:::pool-1-thread-25

      Process finished with exit code 0

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