Semaphore信号量源码解析

介绍

Semaphore是什么

Semaphore可以称为信号量，这个原本是操作系统中的概念，是一种线程同步方法，配合PV操作实现线程之间的同步功能。信号量可以表示操作系统中某种资源的个数，因此可以用来控制同时访问该资源的最大线程数，以保证资源的合理使用

Java的JUC对Semaphore做了具体的实现，其功能和操作系统中的信号量基本一致，也是一种线程同步并发工具

使用场景

Semaphore常用于某些有限资源的并发使用场景，即限流

场景一
数据库连接池对于同时连接的线程数有限制，当连接数达到限制后，接下来的线程必须等待前面的线程释放连接才可以获得数据库连接

场景二
医院叫号，放出的号数是固定的，不然医院窗口来不及处理。因此只有取到号才能去门诊，没取到号的只能在外面等待放号

Semaphore常用方法介绍

构造函数

• Semaphore(int permits)：创建一个许可数为permits的Semaphore
• Semaphore(int permits, boolean fair)：创建一个许可数为permits的Semaphore，可以选择公平模式或非公平模式

获取许可

• void acquire() throws InterruptedException：获取一个许可，响应中断，获取不到则阻塞等待
• void acquire(int permits) throws InterruptedException：获取指定数量的许可，响应中断，获取不到则阻塞等待
• void acquireUninterruptibly()：获取一个许可，忽略中断，获取不到则阻塞等待
• void acquireUninterruptibly(int permits)：获取指定数量的许可，忽略中断，获取不到则阻塞等待
• int drainPermits()：获取当前所有可用的许可，并返回获得的许可数

释放许可

• void release()：释放一个许可
• void release(int permits)：释放指定数量的许可

尝试获取许可

• boolean tryAcquire()：尝试获取一个许可，如果获取失败不会被阻塞，而是返回false。成功则返回true
• boolean tryAcquire(int permits)：尝试获取指定数量的许可，如果获取失败不会被阻塞，而是返回false。成功则返回true
• boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException：尝试获取一个许可，如果获取失败则会等待指定时间，如果超时还未获得，则返回false。获取成功则返回true。在等待过程中如果被中断，则会立即抛出中断异常
• boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException：尝试获取指定数量的许可，如果获取失败则会等待指定时间，如果超时还未获得，则返回false。获取成功则返回true。在等待过程中如果被中断，则会立即抛出中断异常

其他方法

• boolean isFair()：判断信号量是否是公平模式
• int availablePermits()：返回当前可用的许可数
• boolean hasQueuedThreads()：判断是否有线程正在等待获取许可
• int getQueueLength()：返回当前等待获取许可的线程的估计值。该值并不是一个确定值，因为在执行该函数时，线程数可能已经发生了变化

Semaphore使用示例

针对“使用场景”的场景二，假设医院最多接待2个人，如果接待满了，那么所有人都必须在大厅等待（不能“忙等”）

代码如下：

无论如何，医院内最多有5个病人同时接诊。这也说明了Semaphore可以控制某种资源最多同时被指定数量的线程使用

作者：酒冽        出处：https://www.cnblogs.com/frankiedyz/p/15674098.html
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