并发库应用之七 & 信号灯Semaphore应用

　　Semaphore可以维护当前访问自身的线程个数，并且提供了同步机制。

　　Semaphore实现的功能类似于厕所里有5个坑，有10个人要上厕所，同时就只能有5个人占用，当5个人中 的任何一个让开后，其中在等待的另外5个人中又有一个可以占用了。另外等待的5个人中可以是随机获得优先机会，也可以是按照先来后到的顺序获得机会，这取决于构造Semaphore对象时传入的参数选项（常见于 限流 机制场景应用中）：

　　Semaphore(int permits)

　　Semaphore(int permits, boolean fair)

　　JDK包位置：java.util.concurrent.Semaphore

　　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。

　　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。例如，下面的类使用信号量控制对内容池的访问：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class SemaphoreTest {
    public static void main(String[] args) {
        //线程数动态变化，来一个就产生一个线程
        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
        //可容纳的线程并发数
        final Semaphore sp = new Semaphore(3);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Runnable runnable = new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        //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
                        sp.acquire();
                    } catch (InterruptedException e1) {
                        e1.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(String.format("线程%s进入，当前已有%d个并发", Thread.currentThread().getName(), (3 - sp.availablePermits())));
                    try {
                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(String.format("线程【%s】已经离开-------BYE BYE", Thread.currentThread().getName()));
                    sp.release();//释放一个许可，将其返回给信号量
                }
            };
            service.execute(runnable);//提交了10个任务放入到线程队列
        }
        try {
            while (true) {
                if (sp.availablePermits() == 3) {
                    System.out.println("****************所有线程执行完毕****************");
                    break;
                }
            }
        } finally {
            service.shutdown();
        }
    }
}

上述代码运行结果如下所示：

　　

　　总结：传统互斥只能内部释放锁this.unlock()，进去this.lock()晕倒了别人就没法进去了；单个信号量的Semaphore对象也可以实现互斥锁的功能，并且可以是由一个线程获得了“锁”，再由另一个线程释放“锁”，sp.release()  sp.acquire()。这可应用于死锁恢复的一些场合

提示：欢迎继续参看我相关的下一篇博客：并发库应用之八 & 循环路障CyclicBarrier应用