并发工具类(三)控制并发线程数的Semaphore

简介

Semaphore(信号量)是用来控制同时访问特定资源的线程数量,它通过协调各个线程,以保证合理的使用公共资源。很多年以来,我都觉得从字面上很难理解Semaphore所表达的含义,只能把它比作是控制流量的红绿灯,比如XX马路要限制流量,只允许同时有一百辆车在这条路上行使,其他的都必须在路口等待,所以前一百辆车会看到绿灯,可以开进这条马路,后面的车会看到红灯,不能驶入XX马路,但是如果前一百辆中有五辆车已经离开了XX马路,那么后面就允许有5辆车驶入马路,这个例子里说的车就是线程,驶入马路就表示线程在执行,离开马路就表示线程执行完成,看见红灯就表示线程被阻塞,不能执行。

应用场景

Semaphore可以用于做流量控制,特别公用资源有限的应用场景,比如数据库连接。假如有一个需求,要读取几万个文件的数据,因为都是IO密集型任务,我们可以启动几十个线程并发的读取,但是如果读到内存后,还需要存储到数据库中,而数据库的连接数只有10个,这时我们必须控制只有十个线程同时获取数据库连接保存数据,否则会报错无法获取数据库连接。这个时候,我们就可以使用Semaphore来做流控,代码如下:

public class SemaphoreTest {

	private static final int THREAD_COUNT = 30;

	private static ExecutorService threadPool = Executors
			.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);

	private static Semaphore s = new Semaphore(10);

	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
			threadPool.execute(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					try {
						s.acquire();
						System.out.println("save data");
						s.release();
					} catch (InterruptedException e) {
					}
				}
			});
		}

		threadPool.shutdown();
	}
}

在代码中,虽然有30个线程在执行,但是只允许10个并发的执行。Semaphore的构造方法Semaphore(int permits) 接受一个整型的数字,表示可用的许可证数量。Semaphore(10)表示允许10个线程获取许可证,也就是最大并发数是10。Semaphore的用法也很简单,首先线程使用Semaphore的acquire()获取一个许可证,使用完之后调用release()归还许可证。还可以用tryAcquire()方法尝试获取许可证。

其他方法

Semaphore还提供一些其他方法:

  • int availablePermits() :返回此信号量中当前可用的许可证数。
  • int getQueueLength():返回正在等待获取许可证的线程数。
  • boolean hasQueuedThreads() :是否有线程正在等待获取许可证。
  • void reducePermits(int reduction) :减少reduction个许可证。是个protected方法。
  • Collection getQueuedThreads() :返回所有等待获取许可证的线程集合。是个protected方法。

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方 腾飞

花名清英,并发网(ifeve.com)创始人,畅销书《Java并发编程的艺术》作者,蚂蚁金服技术专家。目前工作于支付宝微贷事业部,关注互联网金融,并发编程和敏捷实践。微信公众号aliqinying。

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  • 评论 (2)
    • 使用D
    • 2017/03/31 11:12上午

    代码测试结果和写的不一致

      • 使用D
      • 2017/03/31 11:17上午

      s.acquire();
      Thread.currentThread().sleep(2000);
      System.out.println(“save data=” + count.incrementAndGet());
      s.release();
      需要在获得acquire后,线程等待一段时间(我这里假设2秒),由于信号Semaphore只有10个,所以只有十个线程能执行s.acquire();成功。

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