JavaScript复习第13天：掌握信号量，驾驭并发编程

2024-02-19 08:58:54

信号量：并发编程中的协调者

在现代应用程序开发中，并发编程已成为构建响应式、高性能系统的关键。而信号量则是并发编程中至关重要的工具，它让我们能够协调多个函数对共享资源的访问，确保数据的完整性和应用程序的可靠性。

什么是信号量？

信号量是一个全局变量，它表示了一个共享资源的可用性或状态。当信号量为正值时，表示资源可用；当信号量为负值时，表示资源不可用；而当信号量为零时，表示资源正在使用中。

定时器与信号量的协作

在 JavaScript 中，定时器允许函数在指定的时间间隔后执行。我们可以巧妙地利用定时器来实现信号量。当信号量为正值时，我们可以启动一个定时器，当定时器触发时，将信号量减一。当信号量为负值时，表示资源不可用，我们可以利用定时器来延迟函数的执行，直到信号量再次为正值。

信号量边界验证

为了确保信号量的有效性，我们需要进行信号量边界的验证。这意味着我们需要确保信号量不会无限大或无限小。我们可以通过在信号量发生变化时进行检查来实现这一点。如果信号量超过了预定义的阈值，我们可以触发异常或采取其他适当的措施。

信号量在并发编程中的应用

信号量在并发编程中至关重要，因为它允许我们协调多个函数对共享资源的访问。例如，在多线程环境中，我们可以使用信号量来防止多个线程同时修改同一个变量，从而避免数据竞争和程序崩溃。

实战示例

让我们通过一个简单的示例来说明信号量在实践中的应用。假设我们有一个共享变量 count，它代表了可用的资源数量。我们有三个函数，它们都需要访问 count 变量并进行修改：

// 设置初始资源数量
let count = 5;

// 函数 1
function incrementCount() {
  // 如果资源可用，则递增计数器
  if (count > 0) {
    count++;
  }
}

// 函数 2
function decrementCount() {
  // 如果资源可用，则递减计数器
  if (count > 0) {
    count--;
  }
}

// 函数 3
function checkCount() {
  // 检查资源数量
  console.log("当前资源数量：" + count);
}

在没有信号量的情况下，上述代码可能会导致数据竞争和程序崩溃。为了解决这个问题，我们可以使用一个信号量来协调对 count 变量的访问：

// 信号量，表示可用资源数量
let semaphore = 1;

// 设置初始资源数量
let count = 5;

// 函数 1
function incrementCount() {
  // 尝试获取资源
  if (semaphore > 0) {
    // 获取资源成功，递增计数器
    semaphore--;
    count++;

    // 释放资源
    semaphore++;
  }
}

// 函数 2
function decrementCount() {
  // 尝试获取资源
  if (semaphore > 0) {
    // 获取资源成功，递减计数器
    semaphore--;
    count--;

    // 释放资源
    semaphore++;
  }
}

// 函数 3
function checkCount() {
  // 检查资源数量
  console.log("当前资源数量：" + count);
}