簡介

Semaphore（訊號量）是用來控制同時訪問特定資源的執行緒數量，它通過協調各個執行緒，以保證合理的使用公共資源。很多年以來，我都覺得從字面上很難理解Semaphore所表達的含義，只能把它比作是控制流量的紅綠燈，比如XX馬路要限制流量，只允許同時有一百輛車在這條路上行使，其他的都必須在路口等待，所以前一百輛車會看到綠燈，可以開進這條馬路，後面的車會看到紅燈，不能駛入XX馬路，但是如果前一百輛中有五輛車已經離開了XX馬路，那麼後面就允許有5輛車駛入馬路，這個例子裡說的車就是執行緒，駛入馬路就表示執行緒在執行，離開馬路就表示執行緒執行完成，看見紅燈就表示執行緒被阻塞，不能執行。

應用場景

Semaphore可以用於做流量控制，特別公用資源有限的應用場景，比如資料庫連線。假如有一個需求，要讀取幾萬個檔案的資料，因為都是IO密集型任務，我們可以啟動幾十個執行緒併發的讀取，但是如果讀到記憶體後，還需要儲存到資料庫中，而資料庫的連線數只有10個，這時我們必須控制只有十個執行緒同時獲取資料庫連線儲存資料，否則會報錯無法獲取資料庫連線。這個時候，我們就可以使用Semaphore來做流控，程式碼如下：

public class SemaphoreTest {

	private static final int THREAD_COUNT = 30;

	private static ExecutorService threadPool = Executors
			.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);

	private static Semaphore s = new Semaphore(10);

	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
			threadPool.execute(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					try {
						s.acquire();
						System.out.println("save data");
						s.release();
					} catch (InterruptedException e) {
					}
				}
			});
		}

		threadPool.shutdown();
	}
}

在程式碼中，雖然有30個執行緒在執行，但是隻允許10個併發的執行。Semaphore的構造方法Semaphore(int permits) 接受一個整型的數字，表示可用的許可證數量。Semaphore(10)表示允許10個執行緒獲取許可證，也就是最大併發數是10。Semaphore的用法也很簡單，首先執行緒使用Semaphore的acquire()獲取一個許可證，使用完之後呼叫release()歸還許可證。還可以用tryAcquire()方法嘗試獲取許可證。

其他方法

Semaphore還提供一些其他方法：

• int availablePermits() ：返回此訊號量中當前可用的許可證數。
• int getQueueLength()：返回正在等待獲取許可證的執行緒數。
• boolean hasQueuedThreads() ：是否有執行緒正在等待獲取許可證。
• void reducePermits(int reduction) ：減少reduction個許可證。是個protected方法。
• Collection getQueuedThreads() ：返回所有等待獲取許可證的執行緒集合。是個protected方法。

方 騰飛

花名清英，併發網(ifeve.com)創始人，暢銷書《Java併發程式設計的藝術》作者，螞蟻金服技術專家。目前工作於支付寶微貸事業部，關注網際網路金融，併發程式設計和敏捷實踐。微信公眾號aliqinying。