Semaphore 信號量

一個計數信號量。從概念上講，信號量維護了一個許可集。若有必要，在許可可用前會阻塞每個 acquire()，而後再獲取該許可。每一個 release() 添加一個許可，從而可能釋放一個正在阻塞的獲取者。

可是，不使用實際的許可對象，Semaphore 只對可用許可的號碼進行計數，並採起相應的行動。拿到信號量的線程能夠進入代碼，不然就等待。經過acquire()和release()獲取和釋放訪問許可。

 1 acquire
 2 public void acquire()
 3              throws InterruptedException
 4 今後信號量獲取一個許可，在提供一個許可前一直將線程阻塞，不然線程被中斷。獲取一個許可（若是提供了一個）並當即返回，將可用的許可數減 1。
 5 若是沒有可用的許可，則在發生如下兩種狀況之一前，禁止將當前線程用於線程安排目的並使其處於休眠狀態：
 6 某些其餘線程調用此信號量的 release() 方法，而且當前線程是下一個要被分配許可的線程；或者
 7 其餘某些線程中斷當前線程。
 8 若是當前線程：
 9 被此方法將其已中斷狀態設置爲 on ；或者
10 在等待許可時被中斷。
11 則拋出 InterruptedException，而且清除當前線程的已中斷狀態。 
12 拋出：
13 InterruptedException - 若是當前線程被中斷

1 release
2 public void release()
3 釋放一個許可，將其返回給信號量。釋放一個許可，將可用的許可數增長 1。若是任意線程試圖獲取許可，則選中一個線程並將剛剛釋放的許可給予它。而後針對線程安排目的啓用（或再啓用）該線程。
4 不要求釋放許可的線程必須經過調用 acquire() 來獲取許可。經過應用程序中的編程約定來創建信號量的正確用法。

下面的例子只容許5個線程同時進入執行acquire()和release()之間的代碼：

 1 public class SemaphoreTest {
 2 
 3      public static void main(String[] args) {  
 4         // 線程池 
 5         ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();  
 6         // 只能5個線程同時訪問 
 7         final Semaphore semp = new Semaphore(5);  
 8         // 模擬20個客戶端訪問 
 9         for (int index = 0; index < 20; index++) {
10             final int NO = index;  
11             Runnable run = new Runnable() {  
12                 public void run() {  
13                     try {  
14                         // 獲取許可 
15                         semp.acquire();  
16                         System.out.println("Accessing: " + NO);  
17                         Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));  
18                         // 訪問完後，釋放 ，若是屏蔽下面的語句，則在控制檯只能打印5條記錄，以後線程一直阻塞
19                         semp.release();  
20                     } catch (InterruptedException e) {  
21                     }  
22                 }  
23             };  
24             exec.execute(run);  
25         }  
26         // 退出線程池 
27         exec.shutdown();  
28     }  
29 }

 比較形象的解釋：

Semaphore分爲單值和多值兩種，前者只能被一個線程得到，後者能夠被若干個線程得到。

Semaphore實現的功能就相似廁全部5個坑，假若有10我的要上廁所，那麼同時只能有多少我的去上廁所呢？同時只能有5我的可以佔用，當5我的中 的任何一我的讓開後，其中等待的另外5我的中又有一我的能夠佔用了。另外等待的5我的中能夠是隨機得到優先機會，也能夠是按照先來後到的順序得到機會，這取決於構造Semaphore對象時傳入的參數選項。單個信號量的Semaphore對象能夠實現互斥鎖的功能，而且能夠是由一個線程得到了「鎖」，再由另外一個線程釋放「鎖」，這可應用於死鎖恢復的一些場合。

再以一個停車場運做爲例。爲了簡單起見，假設停車場只有三個車位，一開始三個車位都是空的。這時若是同時來了五輛車，看門人容許其中三輛不受阻礙的進入，而後放下車攔，剩下的車則必須在入口等待，此後來的車也都不得不在入口處等待。這時，有一輛車離開停車場，看門人得知後，打開車攔，放入一輛，若是又離開兩輛，則又能夠放入兩輛，如此往復。

在這個停車場系統中，車位是公共資源，每輛車比如一個線程，看門人起的就是信號量的做用。

更進一步，信號量的特性以下：信號量是一個非負整數（車位數），全部經過它的線程（車輛）都會將該整數減一（使用資源），當該整數值爲零時，全部試圖經過它的線程都將處於等待狀態。在信號量上咱們定義兩種操做： Wait（等待） 和 Release（釋放）。 當一個線程調用Wait（等待）操做時，它要麼經過而後將信號量減一，要麼一直等下去，直到信號量大於一或超時。Release（釋放）其實是在信號量上執行加操做，對應於車輛離開停車場，該操做之因此叫作「釋放」是由於加操做其實是釋放了由信號量守護的資源。

Semaphore(int permits, boolean fair)
//建立具備給定的許可數和給定的公平設置的Semaphore。

還能夠設置該信號量是否採用公平模式，若是以公平方式執行，則線程將會按到達的順序（FIFO）執行，若是是非公平，則能夠後請求的有可能排在隊列的頭部。