并发编程之 Semaphore 信号量

Semaphore 信号量：来限制对资源访问的线程的上限；基于 AQS 实现。

Semaphore（信号量）是用来控制同时访问特定资源的线程数量，它通过协调各个线程，以保证合理的使用公共资源。应用场景 Semaphore 可以用于做流量控制，特别是公用资源有限的应用场景，比如数据库连接。假如有一个需求，要读取几万个文件的数据，因为都是 IO 密集型任务，我们可以启动几十个线程并发地读取，但是如果读到内存后，还需要存储到数据库中，而数据库的连接数只有 10 个，这时我们必须控制只有 10 个线程同时获取数据库连接保存数据，否则会报错无法获取数据库连接。这个时候，就可以使用 Semaphore 来做流量控制。

Semaphore 的构造方法 Semaphore（int permits）接受一个整型的数字， 表示可用的许可证数量。Semaphore 的用法也很简单，首先线程使用 Semaphore 的 acquire()方法获取一个许可证，使用完之后调用 release()方法归还许可证。还 可以用 tryAcquire()方法尝试获取许可证。

Semaphore 还提供一些其他方法，具体如下。

• intavailablePermits()：返回此信号量中当前可用的许可证数。
• intgetQueueLength()：返回正在等待获取许可证的线程数。
• booleanhasQueuedThreads()：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。

基本语法

//线程的上限
Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
//获取一个许可 -
semaphore.acquire();
//释放 +
semaphore.release();

示例代码

package com.mengweijin.learning.basic.lock;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 信号量 来限制对资源访问的线程上限。比如用作限流。
 * @author mengweijin
 */
@Slf4j
public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 每次访问的线程上限是 3
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        for (int i = 0; i < 15; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    semaphore.acquire();
                    // 实现业务代码
                    log.debug("start...");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    log.debug("end...");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    semaphore.release();
                }
            }, "t" + i).start();
        }
    }
}