并发编程 Semaphore的使用和详解

2023-08-20 17:46:52

类Semaphore的基本使用

Semaphore的作用：限制线程并发的数量

课外话题【多线程的同步概念】：其实就是排着队去执行一个任务，执行任务是一个一个的执行，这样的优点是有助于程序逻辑的正确性，不会出现非线程安全问题，保证人系统功能的运行稳定。

Semaphore类结构图：

1、类Semaphore的构造函数permits 是许可的意思，代表同一时间，最多允许permits执行acquire() 和release() 之间的代码。
例如：

Semaphore semaphore = new Semaphore(1);

表示同一时间内最多只允许1个线程执行 acquire()和release()之间的代码。
2、方法acquire(n) 的功能是每调用1次此方法，就消耗掉n个许可。
3、方法release(n) 的功能是每调用1次此方法，就动态添加n个许可。
4、方法acquireUnnterruptibly()作用是是等待进入acquire() 方法的线程不允许被中断。
5、方法availablePermits() 返回Semaphore对象中当前可以用的许可数。
6、方法drainPermits() 获取并返回所有的许可个数，并且将可用的许可重置为0
7、方法 getQueueLength() 的作用是取得等待的许可的线程个数
8、方法 hasQueueThreads() 的作用是判断有没有线程在等待这个许可
9、公平和非公平信号量：
有些时候获取许可的的顺序与线程启动的顺序有关，这是的信号量就要分为公平和非公平的。所谓的公平信号量是获得锁的顺序与线程启动的顺序有关，但不代表100%获得信号量，仅仅是在概率上能保证，而非公平信号量就是无关的。
例如：

Semaphore semaphore = new Semaphore(1，false);

False：表示非公平信号量，即线程启动的顺序与调用semaphore.acquire() 的顺序无关，也就是线程先启动了并不代表先获得许可。
True：公平信号量，即线程启动的顺序与调用semaphore.acquire() 的顺序有关，也就是先启动的线程优先获得许可。
10、方法tryAcquire() 的作用是尝试获取1个许可。如果获取不到则返回false，通常与if语句结合使用，其具有无阻塞的特点。无阻塞的特点可以使不至于在同步处于一直持续等待的状态。
11、方法tryAcquire(n) 的作用是尝试获取n个许可，如果获取不到则返回false
12、方法tryAcquire(long timeout，TimeUnit unit)的作用是在指定的时间内尝试获取1个许可，如果获取不到则返回false
13、方法tryAcquire(int permits，long timeout，TimeUnit unit) 的作用是在指定的时间内尝试获取n 个许可，如果获取不到则返回false
14、多进路-多处理-多出路：允许多个线程同时处理任务
例如：

public class MyService {
    
    private Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    
    public void testMethod(){
        try
        {
            semaphore.acquire();
            //synchronized (this) 
            //{
                //lock.lock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 开始时间："+System.currentTimeMillis());
                for(int i = 0; i < 10; i++){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"打印"+ (i+1)+"次");
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 结束时间： "+System.currentTimeMillis());
                //lock.unlock();
            //}
            
            semaphore.release();
        }
        catch(Exception e)
        {
            
        }
    }
}

运行的效果是多个线程同时进入。并且多个线程有几乎同时执行完毕。

15、多进路-单处理-多出路：允许多个线程同时处理任务，但是顺序却是同步的，也就是阻塞的。所以也称单处理。

例如：在代码中加入ReentrantLock对象，或者使用synchronized 代码块，保存代码的同步性

public class MyService {
    
    private Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    
    public void testMethod(){
        try
        {
            semaphore.acquire();
            synchronized (this) 
            {
                //lock.lock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 开始时间："+System.currentTimeMillis());
                for(int i = 0; i < 10; i++){
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"打印"+ (i+1)+"次");
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 结束时间： "+System.currentTimeMillis());
                //lock.unlock();
            }
            semaphore.release();
        }
        catch(Exception e)
        {    
        }
    }
}

1.2Exchanger的使用

作用：可以是2个线程之间传输数据

1、方法exchange() 方法具有阻塞的特色，也就是此方法被调用后等待其他线程来取得数据，如果没有，则一直等待。

码农公寓

1.2Exchanger的使用

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