java多线程之Semaphore信号量详解

信号量在操作系统中一般用来管理数量有限的资源.每类资源有一个对应的信号量.信号量的值表示资源的可用数量.在使用资源时,要先从该信号量上获取一个使用许可.成功获取许可之后,资源可用数量减1.在持有许可期,使用者可以对获取资源进行操作.完成对资源的使用之后,需要在信号量上释放一个许可,资源可用数加1,允许其他使用者获取资源.当资源可用数为0的时候,需要获取资源的线程以阻塞的方式来等待资源变为可用,或者过段时间之后再检查资源是否变为可用.

在java中有相应的Semaphore实现类,在创建Semaphore类的对象时指定资源的可用数,通过acquire方法以阻塞式的方式获取许可,而tryAcquire方法以非阻塞式的方式来获取许可.当需要释放许可时,使用release方法.Semaphore类也支持同时获取和释放多个资源的许可.通过acquire方法获取许可的过程是可以被中断的.如果不希望被中断,那么可以使用acquireUninterruptibly方法.Semaphore也支持在分配许可时使用公平模式,通过把构造方法的第二个参数设置为true来使用该模式.在公平模式下,当资源可用时,等待线程按照调用acquire方法申请资源的顺序依次获取许可.在进行资源管理时,一般使用公平模式,以避免造成线程饥渴问题.需要注意的是获取资源时,通过synchronized关键词或锁声明同步.这是因为Semaphore类只是一个资源数量的抽象表示,并不负责管理资源对象本身,可能有多个线程同时获取到资源使用许可,因此需要使用同步机制避免数据竞争.

使用信号量管理资源的示例:

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