并发编程--Semaphore

最新推荐文章于 2024-07-13 15:00:47 发布

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#java #semaphore #线程同步

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Semaphore在Java中用于控制并发访问特定资源的线程数量，模拟按摩师服务客人的例子展示了其在流量控制中的应用。Semaphore初始化设置许可数量，acquire()获取许可，release()释放许可，availablePermits()检查剩余许可。通过这个简单的场景，解释了信号量如何确保资源的有效利用和线程的协调。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、Semaphore是什么？

semaphore一般指信号灯，在Java层面称之为信号量。顾名思义，在使用场景方面就很容易理解，比如用于流量控制，车库停车等一系列，就是资源有限，排队等待。
semaphore用来控制同时访问特定资源的线程数量，通过协调各个线程，以保证合理的使用资源。
是一个线程同步的辅助类。

二、常见方法

创建具有给定数量的许可和非公平公平设置的Semaphore
Semaphore(int permits)
使用给定的许可数量和给定的公平设置创建一个Semaphore
Semaphore(int permits, boolean fair)

从信号量中获取一个许可，阻塞直到一个信号量可用，或者线程被中断。
acquire()
从此信号量获取给定数量的许可，阻塞直到所有可用或线程被中断。
acquire(int permits)

释放许可，将其返回给信号量
release()
释放给定数量的许可，将它们返回给信号量
release(int permits)

返回此信号量中可用的当前许可数。
availablePermits

三、实现按摩师服务客人的demo

假如一个足疗店里有10位按摩师，来一个客人，数量就减1；走一个，则加1，按摩师不足，则等待。

public class SemaphareTest {
	public static void main(String[] args) {
		//假如有5位按摩师
		Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
		//15个客人服务
		for (int i = 0; i < 15; i++) {
			new Thread(new Task(semaphore)).start();
		}
	}

	static class Task extends Thread {
		Semaphore semaphore;

		public Task(Semaphore semaphore) {
			this.semaphore = semaphore;
		}

		@Override
		public void run() {
			try {

				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "==客人来到足疗店；" );
				if (semaphore.availablePermits()==0){
					System.out.println("按摩师不足，请稍微等待。。。");
				}
				//获取令牌
				semaphore.acquire();
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--acquire--客人成功获取技师服务；");
				//假设每一位顾客服务时长
				Thread.sleep(1000);
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--release--按摩师服务完成，客人满意离开");
				//释放令牌
				semaphore.release();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}

		}
	}
}

执行结果：

Thread-1–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-3–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-5–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-7–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-9–acquire–客人成功获取技师服务；
按摩师不足，请稍微等待。。。
按摩师不足，请稍微等待。。。
按摩师不足，请稍微等待。。。
按摩师不足，请稍微等待。。。
按摩师不足，请稍微等待。。。
按摩师不足，请稍微等待。。。
按摩师不足，请稍微等待。。。
按摩师不足，请稍微等待。。。
按摩师不足，请稍微等待。。。
按摩师不足，请稍微等待。。。
Thread-5–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-9–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-1–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-7–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-11–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-13–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-3–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-17–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-19–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-15–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-11–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-13–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-17–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-21–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-23–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-25–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-15–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-19–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-27–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-29–acquire–客人成功获取技师服务；
Thread-21–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-25–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-23–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-27–release–按摩师服务完成，客人满意离开
Thread-29–release–按摩师服务完成，客人满意离开
图解法如下：