Java併發包原始碼學習系列：同步元件Semaphore原始碼解析
阿新 • • 發佈：2021-02-21
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## Semaphore概述及案例學習
Semaphore訊號量用來**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，以保證合理地使用公共資源。
```java
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); //10個許可證數量,最大併發數為10
public static void main(String[] args) {
for(int i = 0; i < THREAD_COUNT; i ++){ //執行30個執行緒
threadPool.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
s.tryAcquire(); //嘗試獲取一個許可證
System.out.println("save data");
s.release(); //使用完之後歸還許可證
}
});
}
threadPool.shutdown();
}
}
```
- 建立一個大小為30的執行緒池，但是訊號量規定在10，保證許可證數量為10。
- 每次執行緒呼叫`tryAcquire()`或者`acquire()`方法都會原子性的遞減許可證的數量，release()會原子性遞增許可證數量。
## 類圖結構及重要欄位
```java
public class Semaphore implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = -3222578661600680210L;
/** All mechanics via AbstractQueuedSynchronizer subclass */
private final Sync sync;
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
// permits指定初始化訊號量個數
Sync(int permits) {
setState(permits);
}
// ...
}
static final class NonfairSync extends Sync {...}
static final class FairSync extends Sync {...}
// 預設採用非公平策略
public Semaphore(int permits) {
sync = new NonfairSync(permits);
}
// 可以指定公平策略
public Semaphore(int permits, boolean fair) {
sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
}
//...
}
```
- 基於AQS，類似於ReentrantLock，Sync繼承自AQS，有公平策略和非公平策略兩種實現。
- 類似於CountDownLatch，state在這裡也是通過構造器指定，表示初始化訊號量的個數。
> 本篇文章閱讀需要建立在一定的AQS基礎之上，這邊推薦幾篇前置文章，可以瞅一眼：
>
> - [Java併發包原始碼學習系列：AbstractQueuedSynchronizer](https://blog.csdn.net/Sky_QiaoBa_Sum/article/details/112254373)
> - [Java併發包原始碼學習系列：CLH同步佇列及同步資源獲取與釋放](https://blog.csdn.net/Sky_QiaoBa_Sum/article/details/112301359)
> - [Java併發包原始碼學習系列：AQS共享式與獨佔式獲取與釋放資源的區別](https://blog.csdn.net/Sky_QiaoBa_Sum/article/details/112386838)
> getQueuedThreads() {
return sync.getQueuedThreads();
}
```
## 總結
Semaphore訊號量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，以保證合理地使用公共資源。
- 基於AQS，類似於ReentrantLock，Sync繼承自AQS，有公平策略和非公平策略兩種實現。
- 類似於CountDownLatch，state在這裡也是通過構造器指定，表示初始化訊號量的個數。
每次執行緒呼叫`tryAcquire()`或者`acquire()`方法都會原子性的遞減許可證的數量，release()會原子性遞增許可證數量，只要有許可證就可以重複使用。
## 參考閱讀
- 《Java併發程式設計之美》
- 《Java併發程式設計的