Semaphore 信号量的使用

import java.util.concurrent.Semaphore;

/**
 * Semaphore 信号量，就是一个允许实现设置好的令牌。也许有1个，也许有10个或更多。
 * 谁拿到令牌（acquire）就可以去执行了，如果没有令牌则需要等待。
 * 执行完毕，一定要归还（release）令牌，否则令牌会被很快用光，别的线程就无法获得令牌而执行下去了。
 * 
 * 请仔细体会里面关于仓库的处理， 1 是如何保证入库时，如果仓库满就等待， 2 出库时，如果仓库无货就等待的。 3 以及对仓库只有10个库位的处理。 4
 * 对同步问题的处理
 * 
 * @author Terry
 * 
 */
public class TestSemaphore {
	/**
	 * 信号量（Semaphore）的使用。<br>
	 * 生产者和消费者的例子，库存的管理
	 * 
	 * @author Terry(hi.baidu.com/litteice)
	 */
	public static void main(String[] args) {
		// 启动线程
		for (int i = 0; i < 3; i++) {
			// 生产者
			new Thread(new Producer()).start();
			// 消费者
			new Thread(new Consumer()).start();
		}
	}

	// 仓库
	static Warehouse buffer = new Warehouse();

	// 生产者，负责增加
	static class Producer implements Runnable {
		static int num = 1;

		@Override
		public void run() {
			// TODO Auto-generated method stub
			int n = num++;
			while (true) {
				try {
					buffer.put(n);
					System.out.println(">" + n);
					// 速度较快。休息10毫秒
					Thread.sleep(10);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO: handle exception
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}

	// 消费者，负责减少
	static class Consumer implements Runnable {
		@Override
		public void run() {
			// TODO Auto-generated method stub
			while (true) {
				try {
					System.out.println("<" + buffer.take());
					// 速度较慢，休息1000毫秒
					Thread.sleep(1000);
				} catch (InterruptedException e) {
					// TODO: handle exception
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}

	/**
	 * 仓库
	 * 
	 * @author Terry
	 */
	static class Warehouse {
		// 非满锁
		final Semaphore notFull = new Semaphore(10);
		// 非空锁
		final Semaphore notEmpty = new Semaphore(0);
		// 核心锁
		final Semaphore mutex = new Semaphore(1);
		// 库存容量
		final Object[] items = new Object[10];
		int putptr, takeptr, count;

		/**
		 * 把商品放入仓库.<br>
		 * 
		 * @param x
		 * @throws InterruptedException
		 */
		public void put(Object x) throws InterruptedException {
			// 保证非满
			notFull.acquire();
			// 保证不冲突
			mutex.acquire();
			try {
				// 增加库存
				items[putptr] = x;
				if (++putptr == items.length) {
					putptr = 0;
				}
				++count;
			} finally {
				// 退出核心区
				mutex.release();
				// 增加非空信号量，允许获取商品
				notEmpty.release();
			}
		}

		/**
		 * 从仓库获取商品
		 * 
		 * @return
		 * @throws InterruptedException
		 */
		public Object take() throws InterruptedException {
			// 保证非空
			notEmpty.acquire();
			// 核心区
			mutex.acquire();
			try {
				// 减少库存
				Object x = items[takeptr];
				if (++takeptr == items.length) {
					takeptr = 0;
				}
				--count;
				return x;
			} finally {
				// 退出核心区
				mutex.release();
				// 增加非满的信号量，允许加入商品
				notFull.release();
			}
		}
	}
}