前言

前面介绍了CyclicBarrier和CountDownLatch，本文继续介绍另一种常用的并发工具类Semaphore。

Semaphore是一种计数信号量，利用它可以控制一定数量的请求，从而实现资源访问限制的目的，实际应用中，可以用来限制访问某种资源的数量，比如在Hystrix中就有基于Semaphore的资源隔离策略。

最简单的理解信号量就是，一个计数器、一个等待队列、两个方法（在Java实现的Semaphore中就是acquire和release）。
调用一次acquire方法，计数器就减1，如果此时计数器小于0，则阻塞当前线程，否则当前线程可继续执行。
调用一次release方法，计数器就加1，如果此时计数器小于等于0，则唤醒一个等待队列中的线程，并将其中等待队列中移除。

适用场景

1.限流器使用场景

利用Semaphore实现一个限流器的功能

public class SemaphoreTest {

    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
        Thread t = new Thread(new SemaphoreWorker(semaphore));
        t.start();
    }
}

class SemaphoreWorker implements Runnable {
    private Semaphore semaphore;

    private static final ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(4, 8, 0,
            TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(100),
            new ThreadFactoryBuilder().setNameFormat("my_thread_pool_%d").build(), new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

    public SemaphoreWorker(Semaphore semaphore) {
        this.semaphore = semaphore;
    }

    @SneakyThrows
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            threadPool.execute(new Runnable() {
                @SneakyThrows
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "等待资源");
                        applyResource();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "申请到资源，开始执行任务");
                        Thread.sleep(1000);
                    } finally {
                        releaseResource();
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "释放资源");
                    }
                }
            });

        }
    }

    private void releaseResource() {
        semaphore.release();
    }

    private void applyResource() throws InterruptedException {
        semaphore.acquire();
    }

}

最后申请到5个资源后，就必须等待有资源释放才能再申请到资源。
在这里插入图片描述

当然acquire?和release方法也支持一次获取或者释放多个资源。

public void run() {
    try {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "等待资源");
        semaphore.acquire(5);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "申请到资源，开始执行任务");
        System.out.println("预估等待获取资源的线程数：" + semaphore.getQueueLength());
        Thread.sleep(1000);
    } finally {
        semaphore.release(5);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "释放资源");
    }
}

2.用信号量实现互斥锁

public class SemaphoreMutex {

    private static final Semaphore SEMAPHORE = new Semaphore(1);

    public static void main(String[] args) {
        SemaphoreMutex semaphoreMutex = new SemaphoreMutex();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(semaphoreMutex::method).start();
        }
    }

    @SneakyThrows
    public void method() {
        // 同时只会有一个线程执行此方法！
        SEMAPHORE.acquire();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程正在执行！");
            Thread.sleep(1000);
        } finally {
            SEMAPHORE.release();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程执行结束！");
        }
    }

}