Java線程間通訊與信號量

1. 信號量Semaphore

先說說Semaphore，Semaphore能夠控制某個資源可被同時訪問的個數，經過 acquire() 獲取一個許可，若是沒有就等待，而 release() 釋放一個許可。通常用於控制併發線程數，及線程間互斥。另外重入鎖 ReentrantLock 也能夠實現該功能，但實現上要複雜些。
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。
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。

例子：

/**
 * @Description:
 * @param @param args
 * @return void 返回類型
 */
public static void main(String[] args) {
    // 線程池
    ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
    // 只能5個線程同時訪問
    final Semaphore semp = new Semaphore(5);
    // 模擬20個客戶端訪問
    for (int index = 0; index < 20; index++) {
        final int NO = index;
        Runnable run = new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    // 獲取許可
                    semp.acquire();
                    System.out.println("得到Accessing: " + NO);
                    Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
                    // 訪問完後，釋放
                    semp.release();
                    System.out.println("剩餘可用信號-----------------"
                            + semp.availablePermits());
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        exec.execute(run);
    }
    // 退出線程池
    exec.shutdown();
}

輸出結果（能夠想一想爲何會這樣輸出）：

得到Accessing: 1
得到Accessing: 5
得到Accessing: 2
得到Accessing: 3
得到Accessing: 0
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 4
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 9
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 8
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 6
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 10
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 11
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 12
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 13
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 7
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 15
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 16
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 17
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 14
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 18
剩餘可用信號-----------------1
得到Accessing: 19
剩餘可用信號-----------------1
剩餘可用信號-----------------2
剩餘可用信號-----------------3
剩餘可用信號-----------------4
剩餘可用信號-----------------5

2. 使用PIPE做爲線程間通訊橋樑

Pipe有一個source通道和一個sink通道。數據會被寫到sink通道，從source通道讀取。一進一出。先做爲初步瞭解怎麼使用。
值得注意的是該類在java.nio.channels下，說明該類屬於nio方式的數據通訊方式，那就使用Buffer來緩衝數據。

Pipe原理的圖示：

• Pipe就是個空管子，這個空管子一頭能夠從管子裏往外讀，一頭能夠往管子裏寫

• 操做流程：

  • 1.首先要有一個對象往這個空管子裏面寫。寫到哪裏呢？這個空管子是有一點空間的，就在這個管子裏。

寫的時候就是寫到管子自己包含的這段空間裏的。這段空間大小是1024個字節。

• 2.而後另外一個對象才能將這個裝滿了的管子裏的內容讀出來。

上代碼

package com.jx.test;

import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.Pipe;

public class testPipe {

    /**
     * @Description:
     * @param @param args
     * @return void 返回類型
     * @throws IOException
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 建立一個管道
        Pipe pipe = Pipe.open();
        final Pipe.SinkChannel psic = pipe.sink();// 要向管道寫數據，須要訪問sink通道
        final Pipe.SourceChannel psoc = pipe.source();// 從讀取管道的數據，須要訪問source通道

        Thread tPwriter = new Thread() {

            public void run() {
                try {
                    System.out.println("send.....");
                    // 建立一個線程，利用管道的寫入口Pipe.SinkChannel類型的psic往管道里寫入指定ByteBuffer的內容
                    int res = psic.write(ByteBuffer
                            .wrap("Hello,Pipe!測試通信.....".getBytes("utf-16BE")));
                    System.out.println("send size:" + res);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };

        Thread tPreader = new Thread() {
            public void run() {
                int bbufferSize = 1024 * 2;
                ByteBuffer bbuffer = ByteBuffer.allocate(bbufferSize);
                try {
                    System.out.println("recive.....");
                    // 建立一個線程，利用管道的讀入口Pipe.SourceChannel類型的psoc將管道里內容讀到指定的ByteBuffer中                    
                    int res = psoc.read(bbuffer);//數據未
                     System.out.println("recive size:"+res+" Content:" + ByteBufferToString(bbuffer));
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };

        tPwriter.start();
        tPreader.start();
    }

    /**
     *ByteBuffer--> String的轉換函數
     */
    public static String ByteBufferToString(ByteBuffer content) {
        if (content == null || content.limit() <= 0
                || (content.limit() == content.remaining())) {
            System.out.println("不存在或內容爲空！");
            return null;
        }
        int contentSize = content.limit() - content.remaining();
        StringBuffer resultStr = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < contentSize; i += 2) {
            resultStr.append(content.getChar(i));
        }
        return resultStr.toString();
    }

}