Java中Semaphore(信号量)的使用方法

 更新时间:2019年08月04日 14:24:55   作者:大愚若智_  
这篇文章主要介绍了Java中Semaphore(信号量)的使用方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

Semaphore的作用:

在java中,使用了synchronized关键字和Lock锁实现了资源的并发访问控制,在同一时间只允许唯一了线程进入临界区访问资源(读锁除外),这样子控制的主要目的是为了解决多个线程并发同一资源造成的数据不一致的问题。在另外一种场景下,一个资源有多个副本可供同时使用,比如打印机房有多个打印机、厕所有多个坑可供同时使用,这种情况下,Java提供了另外的并发访问控制--资源的多副本的并发访问控制,今天学习的信号量Semaphore即是其中的一种。

Semaphore实现原理初探:

Semaphore是用来保护一个或者多个共享资源的访问,Semaphore内部维护了一个计数器,其值为可以访问的共享资源的个数。一个线程要访问共享资源,先获得信号量,如果信号量的计数器值大于1,意味着有共享资源可以访问,则使其计数器值减去1,再访问共享资源。

如果计数器值为0,线程进入休眠。当某个线程使用完共享资源后,释放信号量,并将信号量内部的计数器加1,之前进入休眠的线程将被唤醒并再次试图获得信号量。

就好比一个厕所管理员,站在门口,只有厕所有空位,就开门允许与空侧数量等量的人进入厕所。多个人进入厕所后,相当于N个人来分配使用N个空位。为避免多个人来同时竞争同一个侧卫,在内部仍然使用锁来控制资源的同步访问。

Semaphore的使用:

Semaphore使用时需要先构建一个参数来指定共享资源的数量,Semaphore构造完成后即是获取Semaphore、共享资源使用完毕后释放Semaphore。

Semaphore semaphore = new Semaphore(10,true);
semaphore.acquire();
//do something here
semaphore.release();

下面的代码就是模拟控制商场厕所的并发使用:

public class ResourceManage { 
  private final Semaphore semaphore ; 
  private boolean resourceArray[]; 
  private final ReentrantLock lock; 
  public ResourceManage() { 
    this.resourceArray = new boolean[10];//存放厕所状态 
    this.semaphore = new Semaphore(10,true);//控制10个共享资源的使用,使用先进先出的公平模式进行共享;公平模式的信号量,先来的先获得信号量 
    this.lock = new ReentrantLock(true);//公平模式的锁,先来的先选 
    for(int i=0 ;i<10; i++){ 
      resourceArray[i] = true;//初始化为资源可用的情况 
    } 
  } 
  public void useResource(int userId){ 
 semaphore.acquire(); 
    try{ 
      //semaphore.acquire(); 
      int id = getResourceId();//占到一个坑 
      System.out.print("userId:"+userId+"正在使用资源,资源id:"+id+"\n"); 
      Thread.sleep(100);//do something,相当于于使用资源 
      resourceArray[id] = true;//退出这个坑 
    }catch (InterruptedException e){ 
      e.printStackTrace(); 
    }finally { 
      semaphore.release();//释放信号量,计数器加1 
    } 
  } 
  private int getResourceId(){ 
    int id = -1; 
 lock.lock();
    try { 
      //lock.lock();//虽然使用了锁控制同步,但由于只是简单的一个数组遍历,效率还是很高的,所以基本不影响性能。 
      for(int i=0; i<10; i++){ 
        if(resourceArray[i]){ 
          resourceArray[i] = false; 
          id = i; 
          break; 
        } 
      } 
    }catch (Exception e){ 
      e.printStackTrace(); 
    }finally { 
      lock.unlock(); 
    } 
    return id; 
  } 
} 
public class ResourceUser implements Runnable{ 
  private ResourceManage resourceManage; 
  private int userId; 
  public ResourceUser(ResourceManage resourceManage, int userId) { 
    this.resourceManage = resourceManage; 
    this.userId = userId; 
  } 
  public void run(){ 
    System.out.print("userId:"+userId+"准备使用资源...\n"); 
    resourceManage.useResource(userId); 
    System.out.print("userId:"+userId+"使用资源完毕...\n"); 
  } 
 
  public static void main(String[] args){ 
    ResourceManage resourceManage = new ResourceManage(); 
    Thread[] threads = new Thread[100]; 
    for (int i = 0; i < 100; i++) { 
      Thread thread = new Thread(new ResourceUser(resourceManage,i));//创建多个资源使用者 
      threads[i] = thread; 
    } 
    for(int i = 0; i < 100; i++){ 
      Thread thread = threads[i]; 
      try { 
        thread.start();//启动线程 
      }catch (Exception e){ 
        e.printStackTrace(); 
      } 
    } 
  } 
}

最后,Semaphore除了控制资源的多个副本的并发访问控制,也可以使用二进制信号量来实现类似synchronized关键字和Lock锁的并发访问控制功能。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。

相关文章

  • Java反射机制深入理解

    Java反射机制深入理解

    这篇文章主要介绍了Java反射机制深入理解的相关资料,希望通过本文大家能理解这部分内容,需要的朋友可以参考下
    2017-09-09
  • HttpsURLConnection上传文件流(实例讲解)

    HttpsURLConnection上传文件流(实例讲解)

    下面小编就为大家带来一篇HttpsURLConnection上传文件流(实例讲解)。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2017-07-07
  • java使用zookeeper实现的分布式锁示例

    java使用zookeeper实现的分布式锁示例

    这篇文章主要介绍了java使用zookeeper实现的分布式锁示例,需要的朋友可以参考下
    2014-05-05
  • 你知道在Java中Integer和int的这些区别吗?

    你知道在Java中Integer和int的这些区别吗?

    最近面试,突然被问道,说一下Integer和int的区别.额…可能平时就知道写一些业务代码,包括面试的一些Spring源码等,对于这种特别基础的反而忽略了,导致面试的时候突然被问到反而不知道怎么回答了.哎,还是乖乖再看看底层基础,顺带记录一下把 ,需要的朋友可以参考下
    2021-06-06
  • Java合并两个List后并去掉重复项的两种做法

    Java合并两个List后并去掉重复项的两种做法

    工作中很多时候需要用到合并两个List并去除其中的重复内容,这是一个很简单的操作,实现的方法也多种多样,这篇文章主要给大家介绍了关于Java合并两个List后并去掉重复项的两种做法,需要的朋友可以参考下
    2023-10-10
  • 关于Java双大括号{{}}的具体使用

    关于Java双大括号{{}}的具体使用

    本文主要介绍了关于Java双大括号{{}}的具体使用,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2022-07-07
  • springboot配置文件绑定实现解析

    springboot配置文件绑定实现解析

    这篇文章主要介绍了springboot配置文件绑定实现解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2020-01-01
  • 新手初学Java的内部类

    新手初学Java的内部类

    这篇文章主要介绍了java内部类原理与用法,结合实例形式分析了Java内部类的概念、原理、分类及相关使用技巧,需要的朋友可以参考下,希望能给你带来帮助
    2021-07-07
  • MyBatis批量插入(insert)数据操作

    MyBatis批量插入(insert)数据操作

    本文给大家分享MyBatis批量插入(insert)数据操作知识,非常不错,具有参考借鉴价值,感兴趣的朋友一起学习吧
    2016-06-06
  • elasticsearch bucket 之rare terms聚合使用详解

    elasticsearch bucket 之rare terms聚合使用详解

    这篇文章主要为大家介绍了elasticsearch bucket 之rare terms聚合使用详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
    2022-11-11

最新评论