AQS同步元件--Semaphore
Semaphore
什麼是Semaphore？
是用於控制某個資源同一時間被執行緒訪問的個數，提供acquire（）和release（）方法，acquire獲取一個許可，如果沒有獲取的到就等待，release是在操作完成後釋放一個許可，Semaphore維護了當前訪問的個數，通過同步機制來控制同時訪問的個數，在資料結構裡連結串列中的節點是可以無限個的，而Semaphore裡維護的是一個有大小的限連結串列。
Semaphore的使用場景
Semaphore用於僅能提供有限訪問的資源,比如資料庫中的連結數只有20但是我們上層應用數可能遠大於20，如果同時都對資料庫連結進行獲取，那很定會因為連結獲取不到而報錯，所以我們就要對資料庫連結的訪問進行控制。
演示程式碼
@Slf4j
public class SemaphoreExample1 {
private final static int threadCount = 20;
public static void main(String[] args) throws Exception {
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
final Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
final int threadNum = i;
exec.execute(() -> {
try {
semaphore.acquire(); // 獲取一個許可
test(threadNum);
semaphore.release(); // 釋放一個許可
} catch (Exception e) {
log.error("exception", e);
}
});
}
exec.shutdown();
}
private static void test(int threadNum) throws Exception {
log.info("{}", threadNum);
Thread.sleep(1000);
}
}
我們在執行 test(threadNum)方式前後包裹上acquire和release，這樣其實我們就相當於一個單執行緒在執行。當執行acquire後就只能等待執行release後再執行新的執行緒，然後我們在acquire()和release（）都是沒有傳參也就是1，每次只允許一個執行緒執行，如果我們改成
semaphore.acquire(3); // 獲取多個許可 test(threadNum); semaphore.release(3); // 釋放多個許可
那麼我們就是每3個3個執行直到把執行緒池中的執行緒執行完。在列印的日誌中我們也可以看到是每三個每三個列印。
假設我們的資料庫允許獲取連線是3剩餘的獲取執行緒我們不想要只想丟棄改如何實現？
Semaphore提供了一個嘗試獲取許可的方法，tryAcquire（）嘗試獲取許可成功就執行，嘗試獲取許可失敗就丟棄執行緒。下面看程式碼
@Slf4j
public class SemaphoreExample3 {
private final static int threadCount = 20;
public static void main(String[] args) throws Exception {
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
final Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
final int threadNum = i;
exec.execute(() -> {
try {
if (semaphore.tryAcquire()) { // 嘗試獲取一個許可
test(threadNum);
semaphore.release(); // 釋放一個許可
}
} catch (Exception e) {
log.error("exception", e);
}
});
}
exec.shutdown();
}
private static void test(int threadNum) throws Exception {
log.info("{}", threadNum);
Thread.sleep(1000);
}
}
這段程式碼執行結果就只打印了3行日誌，其他的執行緒就被丟棄了。tryAcquire()共提供如下幾種方法。
我們用一個例子來演示一下引數的方法的使用。
@Slf4j
public class SemaphoreExample4 {
private final static int threadCount = 20;
public static void main(String[] args) throws Exception {
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
final Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
final int threadNum = i;
exec.execute(() -> {
try {
if (semaphore.tryAcquire(5000, TimeUnit.MILLISECONDS)) { // 嘗試獲取一個許可
test(threadNum);
semaphore.release(); // 釋放一個許可
}
} catch (Exception e) {
log.error("exception", e);
}
});
}
exec.shutdown();
}
private static void test(int threadNum) throws Exception {
log.info("{}", threadNum);
Thread.sleep(1000);
}
}
這次我們使用的是一個tryAcquire(5000, TimeUnit.MILLISECONDS))方法，這個方法的第一個引數是表示等待5000毫秒，第二引數是表示多長時間嘗試一次，TimeUnit.MILLISECONDS表示1毫秒。這時候我們會發現20個執行緒都執行了，為什麼會這樣呢？因為我們在執行時等待超時時間是5秒，每次執行就是sleep 1秒，所以可以獲取成tryAcquire進而執行。