Semaphore：清晰而全面的指南

2023-10-19 03:05:45

Semaphore 简介

Semaphore 是 Java 中用于线程同步的并发工具。它充当一个信号量，控制线程对共享资源的访问。Semaphore 使用许可证来管理对资源的访问，每个许可证代表对资源的访问权限。

用法

要使用 Semaphore，您需要创建一个 Semaphore 对象，指定许可证数量和公平性。创建后，您可以使用以下方法控制线程对资源的访问：

acquire()：获取一个许可证。如果没有可用许可证，线程将被阻塞，直到许可证可用。
release()：释放一个许可证，允许另一个线程获取该许可证。

实现互斥锁

Semaphore 可以用来实现互斥锁，即一次只允许一个线程访问共享资源。要实现互斥锁，您可以创建一个具有一个许可证的 Semaphore。当线程需要访问资源时，它将调用 acquire() 方法获取许可证。只有当许可证可用时，线程才能继续执行。其他线程将被阻塞，直到许可证被释放。

实现公平锁

Semaphore 还可以用来实现公平锁，即线程以先到先得的方式访问共享资源。要实现公平锁，您可以创建一个具有多个许可证的 Semaphore。当线程需要访问资源时，它将调用 acquire() 方法获取许可证。如果没有可用许可证，线程将被添加到等待队列中。当一个许可证可用时，等待队列中最前面的线程将被唤醒并继续执行。

示例代码

以下是使用 Semaphore 实现互斥锁和公平锁的示例代码：

互斥锁

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Mutex {

    private final Semaphore semaphore = new Semaphore(1);

    public void accessResource() {
        try {
            semaphore.acquire();
            // 访问资源
        } finally {
            semaphore.release();
        }
    }
}

公平锁

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class FairLock {

    private final Semaphore semaphore = new Semaphore(1, true);

    public void accessResource() {
        try {
            semaphore.acquire();
            // 访问资源
        } finally {
            semaphore.release();
        }
    }
}