Semaphore 通常用于限制可以訪問(wèn)某些資源（物理或邏輯的）的線程數(shù)目。自從5.0開(kāi)始，jdk在java.util.concurrent包里提供了Semaphore 的官方實(shí)現(xiàn)，因此大家不需要自己去實(shí)現(xiàn)Semaphore。

下面的類(lèi)使用信號(hào)量控制對(duì)內(nèi)容池的訪問(wèn)：

import java.util.concurrent.Semaphore; class Pool { private static final int MAX_AVAILABLE = 100; private final Semaphore available = new Semaphore(MAX_AVAILABLE, true); public Object getItem() throws InterruptedException { available.acquire(); // 從此信號(hào)量獲取一個(gè)許可，在提供一個(gè)許可前一直將線程阻塞，否則線程被中斷 return getNextAvailableItem(); } public void putItem(Object x) { if (markAsUnused(x)) available.release(); // 釋放一個(gè)許可，將其返回給信號(hào)量 } // 僅作示例參考，非真實(shí)數(shù)據(jù) protected Object[] items = null; protected boolean[] used = new boolean[MAX_AVAILABLE]; protected synchronized Object getNextAvailableItem() { for (int i = 0; i < MAX_AVAILABLE; ++i) { if (!used[i]) { used[i] = true; return items[i]; } } return null; } protected synchronized boolean markAsUnused(Object item) { for (int i = 0; i < MAX_AVAILABLE; ++i) { if (item == items[i]) { if (used[i]) { used[i] = false; return true; } else return false; } } return false; } }

雖然JDK已經(jīng)提供了相關(guān)實(shí)現(xiàn)，但是還是很有必要去熟悉如何使用Semaphore及其背后的原理。做一個(gè)簡(jiǎn)單的Semaphore實(shí)現(xiàn)：

class SemaphoreTest { private boolean signal = false; public synchronized void take() { this.signal = true; this.notify(); } public synchronized void release() throws InterruptedException { while (!this.signal) wait(); this.signal = false; } }

使用這個(gè)semaphore可以避免錯(cuò)失某些信號(hào)通知。用take方法來(lái)代替notify，release方法來(lái)代替wait。如果某線程在調(diào)用release等待之前調(diào)用take方法，那么調(diào)用release方法的線程仍然知道take方法已經(jīng)被某個(gè)線程調(diào)用過(guò)了，因?yàn)樵揝emaphore內(nèi)部保存了take方法發(fā)出的信號(hào)。而wait和notify方法就沒(méi)有這樣的功能。

可計(jì)數(shù)的Semaphore：

class SemaphoreTest { private int signals = 0; public synchronized void take() { this.signals++; this.notify(); } public synchronized void release() throws InterruptedException { while (this.signals == 0) wait(); this.signals--; } }

Semaphore上限：

class SemaphoreTest {private int signals = 0;private int bound = 0;public SemaphoreTest(int upperBound) {this.bound = upperBound;}public synchronized void take() throws InterruptedException {while (this.signals == bound)wait();this.signals++;this.notify();}public synchronized void release() throws InterruptedException {while (this.signals == 0)wait();this.signals--;this.notify();}}

當(dāng)已經(jīng)產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)量達(dá)到了上限，take方法將阻塞新的信號(hào)產(chǎn)生請(qǐng)求，直到某個(gè)線程調(diào)用release方法后，被阻塞于take方法的線程才能傳遞自己的信號(hào)。

把Semaphore當(dāng)鎖來(lái)使用：

當(dāng)信號(hào)量的數(shù)量上限是1時(shí)，Semaphore可以被當(dāng)做鎖來(lái)使用。通過(guò)take和release方法來(lái)保護(hù)關(guān)鍵區(qū)域。

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