Semaphore實戰

時間 2021-03-06

標籤 java 微信多線程併發 ide 高併發工具測試 spa 欄目 Java 简体版

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簡介

Semaphore信號量計數器。和CountDownLatch，CyclicBarrier相似，是多線程協做的工具類，相對於join，wait，notify方法使用起來簡單高效。下面咱們主要看看它的用法吧！java

實戰

限流。限制線程的併發數。

好比在一個系統中同時只能保證5個用戶同時在線。微信

import java.util.concurrent.Semaphore;

/**
 * @author ：jiaolian
 * @date ：Created in 2021-03-04 11:13
 * @description：Semaphore限流
 * @modified By：
 * 公衆號:叫練
 */
public class LimitCurrnet {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //定義20個線程，每次最多隻能執行5個線程;
        Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
        for (int i=0; i<20; i++) {
            new Thread(()->{
                try {
                    //獲取憑證
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"登陸成功");
                    Thread.sleep(2000);
                    //釋放憑證
                    semaphore.release();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"用戶退出");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }).start();
        }
    }
}

如上代碼所示：咱們定義了20個用戶同時訪問系統，Semaphore參數是5，表示同時只能有5個用戶能夠獲取憑證，其餘用戶必須等待直到有在線用戶退出。調用semaphore.acquire()表示獲取憑證，此時憑證數會減一，調用semaphore.release()表示釋放憑證，憑證數會加一，若是系統中有等待的用戶，操做此方法會通知等待的一個用戶獲取憑證成功，執行登陸操做。最後打印部分結果以下：證實系統最多能保持5個用戶同時在線。多線程

注意：上面舉出的這個案例，出個思考題：線程池是否能夠實現呢？併發

模擬CyclicBarrier，CountDownLatch重用！

Semaphore能夠輕鬆實現CountDownLatch計數器，CyclicBarrier迴環屏障，還記得CountDownLatch用法麼？它是個計數器，能夠幫咱們統計線程執行時間，經常使用來測試多線程高併發執行接口效率，咱們下面用Semaphore模擬多線程主線程等待子線程執行完畢再返回。ide

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
/**
 * @author ：jiaolian
 * @date ：Created in 2021-03-01 21:04
 * @description：信號量測試
 * @modified By：
 * 公衆號:叫練
 */
public class SemaphoreTest {

    //定義線程數量;
    private static final int THREAD_COUNT = 2;
    //初始化信號量爲0，默認是非公平鎖
    private static Semaphore semaphore = new Semaphore(0,false);
    private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int i=0; i<THREAD_COUNT; i++) {
            executorService.submit(()->{
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"執行");
                semaphore.release();
            });
        }
        //獲取2個信號量
        semaphore.acquire(2);
        System.out.println("主線程執行完畢");
        executorService.shutdown();
    }
}

如上代碼所示：咱們定義了Semaphore初始化信號量爲0，默認是非公平鎖，在主線程中用線程池提交2個線程，主線程調用semaphore.acquire(2)表示須要獲取兩個信號量，但此時初始化信號量爲0，此時AQS中的state會是0-2=-2，state值小於0，因此主線程執行這句話會阻塞將其加入AQS同步隊列，線程池兩個線程等待2秒後會調用semaphore.release()釋放2個信號量，此時AQS中的state會自增到0，會通知主線程退出等待繼續往下執行。執行結果以下圖所示。高併發

有沒有發現Semaphore用法能夠模擬CountDownLatch，另外Semaphore經過調用acquire，release方法，還能夠實現CyclicBarrier功能！咱們不舉例了。工具

實現原理

相同點：本質上都是計數器，底層是依賴AQS操做state實現。
異同點：CountDownLatch是共享鎖實現，CyclicBarrier是獨佔鎖實現，CountDownLatch經過調用countDown遞減計數器只能使用一次，而CyclicBarrier經過調用await遞減計數器能夠達到「迴環」重複的效果。Semaphore也是共享鎖實現，經過調用release計數器是遞增的，經過設置信號量能夠實現CyclicBarrier，CountDownLatch功能。