Java多线程:Semaphore_semaphore.tryacquire()-优快云博客

Semaphore为并发包中提供用于控制某资源同时可以被几个线程访问的类

实例代码：

// 允许2个线程同时访问
		final Semaphore semaphore = new Semaphore(2);
		ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			final int index = i; 
			executorService.execute(new Runnable() {
				public void run() {
					try {
						semaphore.acquire();
						// 这里可能是业务代码
						System.out.println("线程:" + Thread.currentThread().getName() + "获得许可:" + index);
						TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
						semaphore.release();
						System.out.println("允许TASK个数：" + semaphore.availablePermits());  
					} catch (InterruptedException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			});
		}
		executorService.shutdown();

构造方法1：

    public Semaphore(int permits) {
        sync = new NonfairSync(permits);
    }

permits 初始许可数，也就是最大访问线程数

构造方法2：

    public Semaphore(int permits, boolean fair) {
        sync = (fair)? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
    }

permits 初始许可数，也就是最大访问线程数

fair 当设置为false时，线程获取许可的顺序是无序的，也就是说新线程可能会比等待的老线程会先获得许可;当设置为true时，信号量保证它们调用的顺序（即先进先出；FIFO）

主要方法：

void acquire() 从信号量获取一个许可，如果无可用许可前将一直阻塞等待，

void acquire(int permits) 获取指定数目的许可，如果无可用许可前也将会一直阻塞等待

boolean tryAcquire() 从信号量尝试获取一个许可，如果无可用许可，直接返回false，不会阻塞

boolean tryAcquire(int permits) 尝试获取指定数目的许可，如果无可用许可直接返回false，

boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) 在指定的时间内尝试从信号量中获取许可，如果在指定的时间内获取成功，返回true，否则返回false

void release() 释放一个许可，别忘了在finally中使用，注意：多次调用该方法，会使信号量的许可数增加，达到动态扩展的效果，如：初始permits 为1，调用了两次release，最大许可会改变为2

int availablePermits() 获取当前信号量可用的许可

JDK 非公平Semaphore实现：

1.使用一个参数的构造创建Semaphore对象时，会创建一个NonfairSync对象实例，并将state值设为传入的值（permits ），

    public Semaphore(int permits) {
        sync = new NonfairSync(permits);
    }

NonfairSync间接的继承了AbstractQueuedSynchronizer实现

final static class NonfairSync extends Sync {
        private static final long serialVersionUID = -2694183684443567898L;

        NonfairSync(int permits) {
            super(permits);
        }

        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            return nonfairTryAcquireShared(acquires);
        }
    }

    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = 1192457210091910933L;

        Sync(int permits) {
            setState(permits);
        }

AbstractQueuedSynchronizer 的setState方法

    protected final void setState(int newState) {
        state = newState;
    }

2.调用tryAcquire方法时，实际是调用NonfairSync的nonfairTryAcquireShared方法，nonfairTryAcquireShared在父类Sync中实现，

Semaphore# tryAcquire方法：

    public boolean tryAcquire() {
        return sync.nonfairTryAcquireShared(1) >= 0;
    }

Sync的nonfairTryAcquireShared方法

        final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
            for (;;) {
                int available = getState();
                int remaining = available - acquires;
                if (remaining < 0 ||
                    compareAndSetState(available, remaining))
                    return remaining;
            }
        }

nonfairTryAcquireShared方法通过获取当前的state，以此state减去需要获取信号量的个数，作为剩余个数，如果结果小于0，返回此剩余的个数；如果结果大于等于0，则基于CAS将state的值设置为剩余个数，当前步骤用到了for循环，所以只有在结果小于0或设置state值成功的情况下才会退出。

如果返回的剩余许可个数大于0，tryAcquire方法则返回true；其余返回false。

AbstractQueuedSynchronizer的compareAndSetState方法，

    protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
        // See below for intrinsics setup to support this
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
    }

3.release方法，释放一个许可

    public void release() {
        sync.releaseShared(1);
    }

AbstractQueuedSynchronizer的releaseShared方法，

    public final boolean releaseShared(int arg) {
        if (tryReleaseShared(arg)) {
            doReleaseShared();
            return true;
        }
        return false;
    }

release方法间接的调用了Sync的tryReleaseShared方法，该方法基于Cas 将state的值设置为state+1，一直循环确保CAS操作成功，成功后返回true。

        protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
            for (;;) {
                int p = getState();
                if (compareAndSetState(p, p + releases))
                    return true;
            }
        }

根据上面分析，可以看得出，Semaphore采用了CAS来实现，尽量避免锁的使用，提高了性能。