JAVA同步工具类——Semaphore信号量

最新推荐文章于 2024-07-07 12:41:45 发布

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本文深入探讨了计数信号量(CountingSemaphore)的概念及应用，信号量是一种用于控制资源访问的重要同步工具，通过管理虚拟许可来限制同时访问资源的操作数量。文章详细解释了信号量的工作原理，包括许可的获取与释放过程，并通过一个体检室的实例展示了其在实际场景中的应用。

信号量

计数信号量(Counting Semaphore)用来控制同时访问某个特定资源的操作数量，或者同时执行某个指定操作的数量；

Semaphore管理着一组虚拟许可(permit)，许可的初始数量可通过构造函数来指定；在执行操作时先获取许可(只要还有剩余的许可)，使用完成后释放许可；如果没有许可那么acquire将阻塞直到有许可(或者被中断或操作超时)；release方法将返回一个许可给信号量；

初始值为1的Semaphore称为二值信号量；二值信号量可以用作互斥体(mutex)，并具备不可重入的加锁语义；谁拥有这个唯一的许可谁就拥有了互斥锁；

使用场景：

Semaphore是一件可以容纳N人的房间，如果人不满就可以进去，如果人满了，就要等待有人出来

/**
* 假设公司体检，房间里一共有3位体检医师，所以一次可以进入3个人，有人出来就有人可以进去
*/
public class Appliction {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
new Thread(new PhysicalExaminationTask(semaphore)).start();
}
}
}

class PhysicalExaminationTask implements Runnable{
private Semaphore semaphore;

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

@Override
public void run() {
try {
semaphore.acquire();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
int time = new Random().nextInt(5);
if (time > 0) {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(time);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.err.println(Thread.currentThread().getName() + " finished");
semaphore.release();
}
}