Semaphore 通常用於限制可以訪問某些資源（物理或邏輯的）的執行緒數目。自從5.0開始，jdk在java.util.concurrent包裡提供了Semaphore 的官方實現，因此大家不需要自己去實現Semaphore。

下面的類使用訊號量控制對內容池的訪問：

import java.util.concurrent.Semaphore; 
class Pool { 
  private static final int MAX_AVAILABLE = 100; 
  private final Semaphore available = new Semaphore(MAX_AVAILABLE,true); 
  public Object getItem() throws InterruptedException { 
    available.acquire(); // 從此訊號量獲取一個許可，在提供一個許可前一直將執行緒阻塞，否則執行緒被中斷 
    return getNextAvailableItem(); 
  } 
  public void putItem(Object x) { 
    if (markAsUnused(x)) 
      available.release(); // 釋放一個許可，將其返回給訊號量 
  } 
  // 僅作示例參考，非真實資料 
  protected Object[] items = null; 
  protected boolean[] used = new boolean[MAX_AVAILABLE]; 
  protected synchronized Object getNextAvailableItem() { 
    for (int i = 0; i < MAX_AVAILABLE; ++i) { 
      if (!used[i]) { 
        used[i] = true; 
        return items[i]; 
      } 
    } 
    return null; 
  } 
  protected synchronized boolean markAsUnused(Object item) { 
    for (int i = 0; i < MAX_AVAILABLE; ++i) { 
      if (item == items[i]) { 
        if (used[i]) { 
          used[i] = false; 
          return true; 
        } else 
          return false; 
      } 
    } 
    return false; 
  } 
} 

雖然JDK已經提供了相關實現，但是還是很有必要去熟悉如何使用Semaphore及其背後的原理。
做一個簡單的Semaphore實現：

class SemaphoreTest { 
  private boolean signal = false; 
  public synchronized void take() { 
    this.signal = true; 
    this.notify(); 
  } 
  public synchronized void release() throws InterruptedException { 
    while (!this.signal) 
      wait(); 
    this.signal = false; 
  } 
} 

使用這個semaphore可以避免錯失某些訊號通知。用take方法來代替notify，release方法來代替wait。如果某執行緒在呼叫release等待之前呼叫take方法，那麼呼叫release方法的執行緒仍然知道take方法已經被某個執行緒呼叫過了，因為該Semaphore內部儲存了take方法發出的訊號。而wait和notify方法就沒有這樣的功能。

可計數的Semaphore：

class SemaphoreTest { 
  private int signals = 0; 
  public synchronized void take() { 
    this.signals++; 
    this.notify(); 
  } 
  public synchronized void release() throws InterruptedException { 
    while (this.signals == 0) 
      wait(); 
    this.signals--; 
  } 
} 

Semaphore上限：

class SemaphoreTest {
	private int signals = 0;
	private int bound = 0;
	public SemaphoreTest(int upperBound) {
		this.bound = upperBound;
	}
	public synchronized void take() throws InterruptedException {
		while (this.signals == bound)
			wait();
		this.signals++;
		this.notify();
	}
	public synchronized void release() throws InterruptedException {
		while (this.signals == 0)
			wait();
		this.signals--;
		this.notify();
	}
}

當已經產生的訊號數量達到了上限，take方法將阻塞新的訊號產生請求，直到某個執行緒呼叫release方法後，被阻塞於take方法的執行緒才能傳遞自己的訊號。

把Semaphore當鎖來使用：

當訊號量的數量上限是1時，Semaphore可以被當做鎖來使用。通過take和release方法來保護關鍵區域。

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支援我們。