Java多线程之Semaphore的介绍和使用

        Semaphore当前在多线程环境下被扩放使用，操作系统的信号量是个很重要的概念，在进程控制方面都有应用。Java  并发库 的Semaphore 可以很轻松完成信号量控制，Semaphore可以控制某个资源可被同时访问的个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。比如在Windows下可以设置共享文件的最大客户端访问个数。 

Semaphore实现的功能就类似厕所有5个坑，假如有10个人要上厕所，那么同时只能有多少个人去上厕所呢？同时只能有5个人能够占用，当5个人中 的任何一个人让开后，其中等待的另外5个人中又有一个人可以占用了。另外等待的5个人中可以是随机获得优先机会，也可以是按照先来后到的顺序获得机会，这取决于构造Semaphore对象时传入的参数选项。单个信号量的Semaphore对象可以实现互斥锁的功能，并且可以是由一个线程获得了“锁”，再由另一个线程释放“锁”，这可应用于死锁恢复的一些场合。

Semaphore维护了当前访问的个数，提供同步机制，控制同时访问的个数。在数据结构中链表可以保存“无限”的节点，用Semaphore可以实现有限大小的链表。另外重入锁 ReentrantLock 也可以实现该功能，但实现上要复杂些。 

下面的Demo中申明了一个只有5个许可的Semaphore，而有20个线程要访问这个资源，通过acquire()和release()获取和释放访问许可。

代码如下：

<pre class="html" name="code">package zmx.thread.test;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Semaphore;public class SemaphoreTest {public static void main(String[] args) {// 线程池ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();// 只能5个线程同时访问final Semaphore semp = new Semaphore(5);// 模拟20个客户端访问for (int index = 0; index < 20; index++) {final int NO = index;Runnable run = new Runnable() {public void run() {try {// 获取许可semp.acquire();System.out.println("Accessing: " + NO);Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));// 访问完后，释放semp.release();System.out.println("-----------------"+ semp.availablePermits());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}};exec.execute(run);}// 退出线程池exec.shutdown();}}

输出：

Accessing: 2
Accessing: 5
Accessing: 1
Accessing: 0
Accessing: 3
-----------------1
Accessing: 6
-----------------1
Accessing: 9
-----------------1
Accessing: 7
-----------------0
Accessing: 11
-----------------1
Accessing: 4
-----------------1
Accessing: 8
-----------------1
Accessing: 13
-----------------1
Accessing: 10
-----------------0
Accessing: 16
-----------------1
Accessing: 17
-----------------1
Accessing: 15
-----------------1
Accessing: 18
-----------------1
Accessing: 19
-----------------1
Accessing: 12
-----------------1
Accessing: 14
-----------------1
-----------------2
-----------------3
-----------------4
-----------------5