并发新特性—信号量 Semaphore

在操作系统中，信号量是个很重要的概念，它在控制进程间的协作方面有着非常重要的作用，通过对信号量的不同操作，可以分别实现进程间的互斥与同步。当然它也可以用于多线程的控制，我们完全可以通过使用信号量来自定义实现类似 Java 中的 synchronized、wait、notify 机制。

Java 并发包中的信号量 Semaphore 实际上是一个功能完毕的计数信号量，从概念上讲，它维护了一个许可集合，对控制一定资源的消费与回收有着很重要的意义。Semaphore 可以控制某个资源被同时访问的任务数，它通过acquire()获取一个许可，release()释放一个许可。如果被同时访问的任务数已满，则其他 acquire 的任务进入等待状态，直到有一个任务被 release 掉，它才能得到许可。

下面给出一个采用 Semaphore 控制并发访问数量的示例程序：

import java.util.concurrent.ExecutorService;  import java.util.concurrent.Executors;  import java.util.concurrent.Semaphore;  public class SemaphoreTest{      public static void main(String[] args) {      //采用新特性来启动和管理线程——内部使用线程池      ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();      //只允许5个线程同时访问      final Semaphore semp = new Semaphore(5);      //模拟10个客户端访问      for (int index = 0; index < 10; index++){          final int num = index;          Runnable run = new Runnable() {              public void run() {                  try {                      //获取许可                      semp.acquire();                      System.out.println("线程" +                           Thread.currentThread().getName() + "获得许可："  + num);                      //模拟耗时的任务                      for (int i = 0; i < 999999; i++) ;                      //释放许可                      semp.release();                      System.out.println("线程" +                           Thread.currentThread().getName() + "释放许可："  + num);                      System.out.println("当前允许进入的任务个数：" +                          semp.availablePermits());                  }catch(InterruptedException e){                      e.printStackTrace();                  }              }          };            exec.execute(run);      }      //关闭线程池      exec.shutdown();      }  }  

某次执行的结果如下：

线程pool-1-thread-1获得许可：0线程pool-1-thread-1释放许可：0当前允许进入的任务个数：5线程pool-1-thread-2获得许可：1线程pool-1-thread-6获得许可：5线程pool-1-thread-4获得许可：3线程pool-1-thread-8获得许可：7线程pool-1-thread-2释放许可：1当前允许进入的任务个数：2线程pool-1-thread-5获得许可：4线程pool-1-thread-8释放许可：7线程pool-1-thread-3获得许可：2线程pool-1-thread-4释放许可：3线程pool-1-thread-10获得许可：9线程pool-1-thread-6释放许可：5线程pool-1-thread-10释放许可：9当前允许进入的任务个数：2线程pool-1-thread-3释放许可：2当前允许进入的任务个数：1线程pool-1-thread-5释放许可：4当前允许进入的任务个数：3线程pool-1-thread-7获得许可：6线程pool-1-thread-9获得许可：8线程pool-1-thread-7释放许可：6当前允许进入的任务个数：5当前允许进入的任务个数：3当前允许进入的任务个数：3当前允许进入的任务个数：3线程pool-1-thread-9释放许可：8当前允许进入的任务个数：5

可以看出，Semaphore 允许并发访问的任务数一直为 5，当然，这里还很容易看出一点，就是 Semaphore 仅仅是对资源的并发访问的任务数进行监控，而不会保证线程安全，因此，在访问的时候，要自己控制线程的安全访问。