Java信号量Semaphore原理及代码实例

2024-12-07 21:04:23

Semaphore 通常用于限制可以访问某些资源（物理或逻辑的）的线程数目。自从5.0开始，jdk在java.util.concurrent包里提供了Semaphore 的官方实现，因此大家不需要自己去实现Semaphore。

下面的类使用信号量控制对内容池的访问：

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(); // 从此信号量获取一个许可，在提供一个许可前一直将线程阻塞，否则线程被中断
    return getNextAvailableItem();
  }
  public void putItem(Object x) {
    if (markAsUnused(x))
      available.release(); // 释放一个许可，将其返回给信号量
  }
  // 仅作示例参考，非真实数据
  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;
  }
}

虽然JDK已经提供了相关实现，但是还是很有必要去熟悉如何使用Semaphore及其背后的原理。
做一个简单的Semaphore实现：

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;
  }
}

使用这个semaphore可以避免错失某些信号通知。用take方法来代替notify，release方法来代替wait。如果某线程在调用release等待之前调用take方法，那么调用release方法的线程仍然知道take方法已经被某个线程调用过了，因为该Semaphore内部保存了take方法发出的信号。而wait和notify方法就没有这样的功能。

可计数的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();
	}
}

当已经产生的信号数量达到了上限，take方法将阻塞新的信号产生请求，直到某个线程调用release方法后，被阻塞于take方法的线程才能传递自己的信号。

把Semaphore当锁来使用：

当信号量的数量上限是1时，Semaphore可以被当做锁来使用。通过take和release方法来保护关键区域。

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我们。

Java中Semaphore(信号量)的使用方法

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
Java并发编程之Semaphore（信号量）详解及实例

Java并发编程之Semaphore(信号量)详解及实例概述通常情况下,可能有多个线程同时访问数目很少的资源,如客户端建立了若干个线程同时访问同一数据库,这势必会造成服务端资源被耗尽的地步,那么怎样能够有效的来控制不可预知的接入量呢?及在同一时刻只能获得指定数目的数据库连接,在JDK1.5 java.util.concurrent 包中引入了Semaphore(信号量),信号量是在简单上锁的基础上实现的,相当于能令线程安全执行,并初始化为可用资源个数的计数器,通常用于限制可以访问某些资源(物
JAVA 多线程之信号量(Semaphore)实例详解

java Semaphore 简介信号量(Semaphore),有时被称为信号灯,是在多线程环境下使用的一种设施, 它负责协调各个线程, 以保证它们能够正确.合理的使用公共资源. 一个计数信号量.从概念上讲,信号量维护了一个许可集.如有必要,在许可可用前会阻塞每一个 acquire(),然后再获取该许可.每个 release() 添加一个许可,从而可能释放一个正在阻塞的获取者.但是,不使用实际的许可对象,Semaphore 只对可用许可的号码进行计数,并采取相应的行动.拿到信号量的线程可以进入
Java并发编程Semaphore计数信号量详解

Semaphore 是一个计数信号量,它的本质是一个共享锁.信号量维护了一个信号量许可集.线程可以通过调用acquire()来获取信号量的许可:当信号量中有可用的许可时,线程能获取该许可:否则线程必须等待,直到有可用的许可为止. 线程可以通过release()来释放它所持有的信号量许可(用完信号量之后必须释放,不然其他线程可能会无法获取信号量). 简单示例: package me.socketthread; import java.util.concurrent.ExecutorService;
详解Java 信号量Semaphore

Semaphore也是一个同步器,和前面两篇说的CountDownLatch和CyclicBarrier不同,这是递增的,初始化的时候可以指定一个值,但是不需要知道需要同步的线程个数,只需要在同步的地方调用acquire方法时指定需要同步的线程个数: 一.简单使用同步两个子线程,只有其中两个子线程执行完毕,主线程才会执行: package com.example.demo.study; import java.util.concurrent.ExecutorService; import ja
Java 信号量Semaphore的实现

近日于LeetCode看题遇1114 按序打印,获悉一解法使用了Semaphore,顺势研究,记心得于此. 此解视Semaphore为锁,以保证同一时刻单线程的顺序执行.在此原题上,我作出如下更改. package test; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.Semaphore; public class
Java信号量Semaphore原理及代码实例

Semaphore 通常用于限制可以访问某些资源(物理或逻辑的)的线程数目.自从5.0开始,jdk在java.util.concurrent包里提供了Semaphore 的官方实现,因此大家不需要自己去实现Semaphore. 下面的类使用信号量控制对内容池的访问: import java.util.concurrent.Semaphore; class Pool { private static final int MAX_AVAILABLE = 100; private final Sema
Java SPI机制原理及代码实例

SPI的全名为:Service Provider Interface,大多数开发人员可能不熟悉,因为这个是针对厂商或者插件的.在java.util.ServiceLoader的文档里有比较详细的介绍. 简单的总结下 Java SPI 机制的思想.我们系统里抽象的各个模块,往往有很多不同的实现方案,比如日志模块的方案,xml解析模块.jdbc模块的方案等.面向的对象的设计里,我们一般推荐模块之间基于接口编程,模块之间不对实现类进行硬编码. 一旦代码里涉及具体的实现类,就违反了可拔插的原则,如果需要
详解Java信号量Semaphore的原理及使用

目录 1.Semaphore的概述 2.Semaphore的原理 2.1 基本结构 2.2 可中断获取信号量 2.3 不可中断获取信号量 2.4 超时可中断获取信号量 2.5 尝试获取信号量 2.6 释放信号量 3.Semaphore的使用 4.Semaphore的总结 1.Semaphore的概述 public class Semaphore extends Object implements Serializable Semaphore来自于JDK1.5的JUC包,直译过来就是信号量,被作为
Java算法之数组冒泡排序代码实例讲解

冒泡排序是数组查找算法中最为简单的算法冒泡排序原理: 假设一个数组长度为k(最高索引k-1),遍历前k - 1个(最高索引k-2)元素,若数组中的元素a[i]都与相邻的下一个元素a[i+1]进行比较,若a[i] > a[i+1] ,则这两个元素交换位置.以此类推,若a[i+1] > a[i+2],则交换位置-直至a[k-2]与a[k-1]比较完毕后,第0轮迭代结束.此时,a[k-1]为数组元素中的最大值. 第1轮迭代,再对数组a的前k-1个元素重复进行以上操作. - 第k-2轮迭代,对数组a
Java 读取excel 文件流代码实例

这篇文章主要介绍了Java 读取excel 文件流代码实例,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代码如下 public static void initType(String path) { try { //1 获取excel文件流 excel xls 文件暂不支持xlsx if (path.contains("xlsx") || path.contains("XLSX")) { System.err.
java实现python session功能代码实例

这篇文章主要介绍了java实现python session功能代码实例,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怎么在java中实现类似于python的requests模块的session功能呢.java也是可以实现的,用java的okhttp包可以实现. 在pom.xml中加入相关依赖  <
java io读取文件操作代码实例

这篇文章主要介绍了java io读取文件操作代码实例,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主要分为字节读取和字符读取,字节读取可以一个一个读取和字节数组读取,字符读取同样之,字符读取适合文本读取,字节读取皆可以这里直接上代码,读取文件的9个小demo package com.io; import org.junit.Test; import java.io.*; public class FileTest { //1.字节流字节一个
JAVA利用递归删除文件代码实例

这篇文章主要介绍了JAVA利用递归删除文件代码实例,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今天需要用到删除文件的方法,一年前这个时候也写过当时,写的是一个文件夹下面不存在其他文件夹,只存在子文件.但是那时不知道存在什么情况,总是出现文件删不掉,虽然到现在也不知道什么原因,猜测是什么流被占用吧[我记得当时流都关了的... 今天是利用递归删除,发现递归真的蛮好用的,就是有时效率太低...虽然简单但是也贴上来吧 public boolean
java 继承访问成员变量代码实例

这篇文章主要介绍了java 继承访问成员变量代码实例,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 package java09; //创建父类 public class Fu { int numFu = 10; int num =100; public void methodFu(){ System.out.println(num); } } package java09; //创建子类 public class Zi extends Fu

Java信号量Semaphore原理及代码实例

相关推荐

随机推荐