AQS同步组件Semaphore信号量案例剖析

下面详细讲解“AQS同步组件Semaphore信号量案例剖析”的完整攻略。

什么是Semaphore信号量？

Semaphore信号量是AQS同步组件的一种，它允许多线程在同一时刻访问某个资源，但是要限制同时访问的线程数量。Semaphore的作用就相当于一个门卫，只允许一定数量的人进入资源区域，其他人就需要等待。

Semaphore构造方法：Semaphore(int permits)，其中permits表示同时可以访问的线程数量。

Semaphore重要方法：

• acquire()方法：获取锁资源，如果此时可用资源数量为0，则阻塞等待
• release()方法：释放锁资源，增加资源数量

Semaphore信号量的应用场景

Semaphore适合用在限制线程数量的场景，比如IO和数据库连接池的控制，避免服务器被过多的连接堵塞，同时也适用于实现一些计数的功能。

Semaphore信号量的实现

下面用一个实例来演示Semaphore信号量的实现过程。我们假设一个仓库有100个产品，每次只能够同时有10个人去取产品，其他人需要等待。如果新建一个Semaphore对象Semaphore semaphore = new Semaphore(10);，其中参数10表示仓库中同时只能够有10个人去取产品。那么这个场景的代码实现可以为：

public class SemaphoreExample {
    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(10);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        semaphore.acquire();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 取到了产品");
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 5000));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        semaphore.release();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 取完了产品");
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
}

在上述代码中，线程通过semaphore.acquire()方法获取信号量，如果此时信号量数量为0，则阻塞等待；取完产品后调用semaphore.release()方法释放信号量。

除了基本的限制访问的场景外，Semaphore信号量还经常用来统计访问数量。下面我们实现一个例子，统计一共访问了多少次同一个资源：

public class SemaphoreExample {
    private static int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(1);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        semaphore.acquire();
                        count++;
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 访问了 " + count + " 次");
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 1000));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        semaphore.release();
                    }
                }
            }).start();
        }
    }
}

在上述代码中，每个线程获取信号量后将统计数count加1，并输出线程名和访问次数。可以通过Semaphore信号量来限制同时访问同一资源的线程数量，同时还可以实现一些计数的功能。