并发编程常用工具类(二) SymaPhore实现线程池
1.symaPhore简介
symaphore(信号量)用来控制同时访问某个资源的线程数量，一般用在并发流量控制。个人对它的理解相当于是接待室每次只能接待固定数量的人，当达到最高接待数的时候，其他人就会被拦截在外等待，当前面接待完走出接待室，才会继续接待下面的人。
2.symaphore使用
symaphore有两个构造方法：构造方法Semaphore(int permits)接受一个int参数，表示可用的许可证数量，内部默认创建一个非公平锁；构造方法Semaphore(int permits, boolean fair)接受一个
int和一个boolean值，分别表示可用许可证数量和是否使用公平锁。（公平锁和非公平锁后面文章会单独提到）
一般在做流量控制的时候，我们就可以通过控制许可证数量来控制并发数的大小，接下来具体聊聊怎么实现对线程池的控制，代码如下：
1 public class DBPoolSemaphore { 2 3 private final static int POOL_SIZE = 10; 4 private final Semaphore useful,useless;//useful表示可用的数据库连接，useless表示已用的数据库连接 5 6 public DBPoolSemaphore() { 7 this. useful = new Semaphore(POOL_SIZE); 8 this.useless = new Semaphore(0); 9 } 10 11 //存放数据库连接的容器 12 private static LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>(); 13 //初始化池 14 static { 15 for (int i = 0; i < POOL_SIZE; i++) { 16 pool.addLast(SqlConnectImpl.fetchConnection()); 17 } 18 } 19 20 /*归还连接*/ 21 public void returnConnect(Connection connection) throws InterruptedException { 22 if(connection!=null) { 23 System.out.println("当前有"+useful.getQueueLength()+"个线程等待数据库连接！！" 24 +"可用连接数:"+useful.availablePermits()); 25 useless.acquire(); 26 synchronized (pool) { 27 pool.addLast(connection); 28 } 29 useful.release(); 30 } 31 } 32 33 /*从池子拿连接*/ 34 public Connection takeConnect() throws InterruptedException { 35 useful.acquire(); 36 Connection conn; 37 synchronized (pool) { 38 conn = pool.removeFirst(); 39 } 40 useless.release(); 41 return conn; 42 } 43 }
首先创建了两个symaphore对象，分别用来表示已用线程池和可用线程池，在设计拿连接和归还连接时，分别先后调用acquire()和release(),acquire()是用来获取许可，release()归还许可，相当于在拿连接时先去可用连接池获取许可，获取到才会继续执行，否则阻塞等待，直到有连接池归还了连接，可用线程许可中可以获取到，获取数据库连接，之后将不可用连接许可增加；归还连接刚好相反。本质就是通过控制可用和不可用许可数目，达到控制并发流量的效果。
下面是我设计的一段执行上面代码的示例：
1 public class AppTest { 2 3 private static DBPoolSemaphore dbPool = new DBPoolSemaphore(); 4 5 //业务线程 6 private static class BusiThread extends Thread{ 7 @Override 8 public void run() { 9 Random r = new Random();//让每个线程持有连接的时间不一样 10 long start = System.currentTimeMillis(); 11 try { 12 Connection connect = dbPool.takeConnect(); 13 System.out.println("Thread_"+Thread.currentThread().getId() 14 +"_获取数据库连接共耗时【"+(System.currentTimeMillis()-start)+"】ms."); 15 SleepTools.ms(100+r.nextInt(100));//模拟业务操作，线程持有连接查询数据 16 System.out.println("查询数据完成，归还连接！"); 17 dbPool.returnConnect(connect); 18 } catch (InterruptedException e) { 19 } 20 } 21 } 22 23 public static void main(String[] args) { 24 for (int i = 0; i < 50; i++) { 25 Thread thread = new BusiThread(); 26 thread.start(); 27 } 28 } 29 30 }
有兴趣的同学可以使用上述代码跑一下，可以看到前10个线程不耗时间，可以直接获取到，后面的会阻塞（花费时间越来越长），归还一个才会去获取连接，因为我的连接许可设置为10，所以每次最高并发数为10。
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。
