Java 并发编程(十五) -- Semaphore源码分析
public class Semaphore implements java.io.Serializable 复制代码
2. 字段属性
//序列化版本号 private static final long serialVersionUID = -3222578661600680210L; //同步器，AbstractQueuedSynchronizer的子类 private final Sync sync; 复制代码
从字段属性中可以看出
- Semaphore的所有操作都是使用内部类Sync对象进行操作的
3. 构造方法
//传入信号数
public Semaphore(int permits) {
//默认使用非公平锁
sync = new NonfairSync(permits);
}
//传入信号数和锁的类型
public Semaphore(int permits, boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}
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从构造方法中可以看出
- 构造方法只做了一件事：初始化sync对象
4.方法
acquire 方法
//可中断的获取信号量
public void acquire() throws InterruptedException {
//调用sync的acquireSharedInterruptibly方法
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
}
//获取指定数量的信号量
public void acquire(int permits) throws InterruptedException {
if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
//调用sync的acquireSharedInterruptibly方法
sync.acquireSharedInterruptibly(permits);
}
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acquireUninterruptibly 方法
//不可中断的获取信号量
public void acquireUninterruptibly() {
//调用sync的acquireShared方法
sync.acquireShared(1);
}
//不可中断的获取指定数量的信号量
public void acquireUninterruptibly(int permits) {
if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
sync.acquireShared(permits);
}
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tryAcquire 方法
//尝试获取信号量
public boolean tryAcquire() {
//调用sync的nonfairTryAcquireShared方法
return sync.nonfairTryAcquireShared(1) >= 0;
}
//尝试获取指定数量的信号量
public boolean tryAcquire(int permits) {
if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
//尝试获取指定数量的信号量
return sync.nonfairTryAcquireShared(permits) >= 0;
}
//设置超时时间的尝试获取信号量
public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
//调用sync的tryAcquireSharedNanos方法
return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}
//设置超时时间的尝试获取指定数量的信号量
public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
//调用sync的tryAcquireSharedNanos方法
return sync.tryAcquireSharedNanos(permits, unit.toNanos(timeout));
}
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release 方法
//释放一个信号量
public void release() {
//调用sync的releaseShared方法
sync.releaseShared(1);
}
//释放指定数量的信号量
public void release(int permits) {
if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
sync.releaseShared(permits);
}
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availablePermits 方法
//获取当前可用的通道数
public int availablePermits() {
return sync.getPermits();
}
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drainPermits 方法
//获取立即可用的通道数
public int drainPermits() {
return sync.drainPermits();
}
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reducePermits 方法
//减少信号数
protected void reducePermits(int reduction) {
if (reduction < 0) throw new IllegalArgumentException();
sync.reducePermits(reduction);
}
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isFair 方法
//获取锁的类型， true 公平锁， false 非公平锁
public boolean isFair() {
return sync instanceof FairSync;
}
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hasQueuedThreads 方法
//队列中是否有正在等信号的线程
public final boolean hasQueuedThreads() {
return sync.hasQueuedThreads();
}
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getQueueLength 方法
//获取队列中等待信号的线程数
public final int getQueueLength() {
return sync.getQueueLength();
}
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getQueuedThreads 方法
//获取队列中的线程，以集合的方式返回
protected Collection<Thread> getQueuedThreads() {
return sync.getQueuedThreads();
}
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5. 内部类Sync
1. 类的定义
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer 复制代码
从类的定义中可以看出
- Sync是一个抽象的静态内部类，使用模板方法的设计模式让子类继承
- Sync继承AbstractQueuedSynchronizer类
2. 字段属性
//序列化版本号 private static final long serialVersionUID = 1192457210091910933L; 复制代码
3. 构造方法
//传入的信号数就是AQS中的state
Sync(int permits) {
setState(permits);
}
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4. 方法
getPermits 方法
//获取信号数
final int getPermits() {
//实质上就是获取state的值
return getState();
}
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nonfairTryAcquireShared 方法
//非公平方式获取共享锁，返回剩余可用信号数
final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
//for无限循环，自旋CAS
for (;;) {
//获取当前的state
int available = getState();
//可用信号-获取数量=剩余可用数量
int remaining = available - acquires;
if (remaining < 0 ||
compareAndSetState(available, remaining))
return remaining;
}
}
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tryReleaseShared 方法
//尝试释放共享锁
protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
//for无限循环，自旋CAS
for (;;) {
//获取当前的state
int current = getState();
//可用信号+释放数量=新的可用数量
int next = current + releases;
if (next < current) // overflow
//releases小于0 抛出异常
throw new Error("Maximum permit count exceeded");
//CAS，设置新值
if (compareAndSetState(current, next))
return true;
}
}
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reducePermits 方法
//减少信号数量
final void reducePermits(int reductions) {
//for无限循环，自旋CAS
for (;;) {
//获取当前的state
int current = getState();
//可用信号-减少的数量=新的可用数量
int next = current - reductions;
if (next > current) // underflow
//reductions小于0 抛出异常
throw new Error("Permit count underflow");
//CAS，设置新值
if (compareAndSetState(current, next))
return;
}
}
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drainPermits 方法
//清空信号
final int drainPermits() {
//CAS 自旋把state置为0
for (;;) {
int current = getState();
if (current == 0 || compareAndSetState(current, 0))
return current;
}
}
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6. 内部类 NonfairSync
1. 类的定义
static final class NonfairSync extends Sync 复制代码
从类的定义可以看出
- NonfairSync是Sync的子类
2. 字段属性
//序列化版本号 private static final long serialVersionUID = -2694183684443567898L; 复制代码
3. 构造方法
//设置state
NonfairSync(int permits) {
super(permits);
}
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4. 方法
tryAcquireShared 方法
//尝试获取共享锁
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
//调用父类的方法nonfairTryAcquireShared，直接抢锁
return nonfairTryAcquireShared(acquires);
}
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7. 内部类FairSync
1. 类的定义
static final class FairSync extends Sync 复制代码
从类的定义中可以看出
- FairSync继承Sync类
2. 字段属性
//序列化版本号 private static final long serialVersionUID = 2014338818796000944L; 复制代码
3. 构造方法
//设置state
FairSync(int permits) {
super(permits);
}
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方法
tryAcquireShared 方法
//尝试获取共享锁
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
for (;;) {
//先看队列中是否有线程排队
if (hasQueuedPredecessors())
return -1;
//获取state的值
int available = getState();
//可用信号-获取数量=剩余可用数量
int remaining = available - acquires;
if (remaining < 0 ||
compareAndSetState(available, remaining))
return remaining;
}
}
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正文到此结束
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