如何解析Java中的Semaphore信號(hào)量

本篇文章為大家展示了如何解析Java中的Semaphore信號(hào)量，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要并且容易理解，絕對(duì)能使你眼前一亮，通過(guò)這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

Semaphore (信號(hào)量)是由計(jì)算機(jī)科學(xué)家Dijkstra在1965年提出的，廣泛應(yīng)用不同的操作系統(tǒng)，在管程提出之前信號(hào)量就是并發(fā)編程領(lǐng)域的霸主！幾乎所有并發(fā)的語(yǔ)言都支持信號(hào)量機(jī)制。

Semaphore 也有被翻譯成信號(hào)燈，因?yàn)槠錂C(jī)制就像我們?nèi)粘Ｉ钪械募t綠燈，車(chē)輛的通行看紅綠燈，對(duì)應(yīng)編程世界的線程能不能執(zhí)行得看信號(hào)燈！

Semaphore 用來(lái)多線程互斥問(wèn)題，相對(duì)于synchronized和Lock來(lái)說(shuō)它允許多個(gè)線程訪問(wèn)一個(gè)臨界區(qū)！例如各種池：數(shù)據(jù)庫(kù)連接池、對(duì)象池等，這些池的需求就是同一時(shí)刻允許多個(gè)線程同時(shí)使用連接池。

Semaphore的模型可以概括為一個(gè)計(jì)數(shù)器、一個(gè)等待隊(duì)列、三個(gè)方法。三個(gè)方法原子性分別是init()、down()、up()；
init()：設(shè)置計(jì)數(shù)器的初始值。
down()：將計(jì)數(shù)器的值減一，如果減了一之后，計(jì)數(shù)器的值小于0，則當(dāng)前的線程被阻塞，否則繼續(xù)執(zhí)行。
up()：將計(jì)數(shù)器的值加一，如果加了一之后，計(jì)數(shù)器的值小于等于0，則喚醒等待隊(duì)列中的一個(gè)線程，并且將它移除出等待隊(duì)列。(注意是小于等于0，不應(yīng)該理解為大于等于0，因?yàn)榇笥诘扔?表明此時(shí)沒(méi)有等待的線程，所以不會(huì)有喚醒這個(gè)操作。)

簡(jiǎn)單的理解就是Semaphore就是通過(guò)這三個(gè)方法來(lái)改變計(jì)數(shù)器，通過(guò)計(jì)數(shù)器的值來(lái)判斷此時(shí)的線程是應(yīng)該加入到等待隊(duì)列中等待還是成功執(zhí)行。

信號(hào)量模型也被稱(chēng)為PV原語(yǔ)，也就是down和up操作最早稱(chēng)為P操作和V操作，有些人還稱(chēng)為semWait和semSignal。

在JAVA中信號(hào)量模型是由 java.util.concurrent.Semaphore 的實(shí)現(xiàn)，并且down和up對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法是acquire和release，我們來(lái)看下簡(jiǎn)單的使用例子

如果你想多讓幾個(gè)線程進(jìn)去臨界區(qū)，那么就把Semaphore構(gòu)造器中的1改為你想要的線程數(shù)。

可以理解為頒發(fā)許可證，比如想同時(shí)允許3個(gè)線程進(jìn)入臨界區(qū)，構(gòu)造器中的數(shù)就填3，理解為搞了3張?jiān)S可證，然后頒發(fā)出去，誰(shuí)拿到了許可證誰(shuí)就能進(jìn)臨界區(qū)，進(jìn)入臨界區(qū)后的線程搞完事了，就歸還許可證，然后出去。

Semaphore的內(nèi)部共存在Sync、NonfairSync、FairSync三個(gè)類(lèi)。

NonfairSync與FairSync類(lèi)繼承自Sync類(lèi)，Sync類(lèi)繼承自AbstractQueuedSynchronizer抽象類(lèi)，也就Semaphore是依托于NonfairSync、FairSync來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

可以通過(guò)構(gòu)造函數(shù)來(lái)指定為公平鎖還是非公平鎖，公平的意思這個(gè)許可只會(huì)給按先來(lái)后到的順序給等待隊(duì)列中的線程。而非公平的意思就是對(duì)于任何申請(qǐng)?jiān)S可的線程，都第一時(shí)間看是否有多余的許可，如果有則給此線程。

差別就在于有沒(méi)hasQueuedPredecessors()，這個(gè)方法就是判斷當(dāng)前線程是否是等待隊(duì)列中的頭結(jié)點(diǎn)，如果不是，則不給于分配。

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