咱们来聊聊并发工具类Semaphore

什么是Semaphore

Semaphore是计数信号量。Semaphore管理一系列许可证。每个acquire方法阻塞,直到有一个许可证可以获得然后拿走一个许可证;每个release方法增加一个许可证,这可能会释放一个阻塞的acquire方法。然而,其实并没有实际的许可证这个对象,Semaphore只是维持了一个可获得许可证的数量。

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:

package org.java.base.thread;

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++) {
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。还可以用tryAcquire()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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