Java 訊號量 Semaphore 介紹
Semaphore當前在多執行緒環境下被擴放使用，作業系統的訊號量是個很重要的概念，在程序控制方面都有應用。Java 併發庫 的Semaphore 可以很輕鬆完成訊號量控制，Semaphore可以控制某個資源可被同時訪問的個數，通過 acquire() 獲取一個許可，如果沒有就等待，而 release() 釋放一個許可。比如在Windows下可以設定共享檔案的最大客戶端訪問個數。
Semaphore實現的功能就類似廁所有5個坑，假如有10個人要上廁所，那麼同時只能有多少個人去上廁所呢？同時只能有5個人能夠佔用，當5個人中 的任何一個人讓開後，其中等待的另外5個人中又有一個人可以佔用了。另外等待的5個人中可以是隨機獲得優先機會，也可以是按照先來後到的順序獲得機會，這取決於構造Semaphore物件時傳入的引數選項。單個訊號量的Semaphore物件可以實現互斥鎖的功能，並且可以是由一個執行緒獲得了“鎖”，再由另一個執行緒釋放“鎖”，這可應用於死鎖恢復的一些場合。
Semaphore維護了當前訪問的個數，提供同步機制，控制同時訪問的個數。在資料結構中連結串列可以儲存“無限”的節點，用Semaphore可以實現有限大小的連結串列。另外重入鎖 ReentrantLock 也可以實現該功能，但實現上要複雜些。
下面的Demo中申明瞭一個只有5個許可的Semaphore，而有20個執行緒要訪問這個資源，通過acquire()和release()獲取和釋放訪問許可。
package com.test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
public class TestSemaphore {
public static void main(String[] args) {
// 執行緒池
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
// 只能5個執行緒同時訪問
final Semaphore semp = new Semaphore(5);
// 模擬20個客戶端訪問
for (int index = 0; index < 20; index++) {
final int NO = index;
Runnable run = new Runnable() {
public void run() {
try {
// 獲取許可
semp.acquire();
System.out.println("Accessing: " + NO);
Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
// 訪問完後，釋放
semp.release();
System.out.println("-----------------"+semp.availablePermits());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
};
exec.execute(run);
}
// 退出執行緒池
exec.shutdown();
}
}
執行結果如下：
Accessing: 0
Accessing: 1
Accessing: 3
Accessing: 4
Accessing: 2
-----------------0
Accessing: 6
-----------------1
Accessing: 7
-----------------1
Accessing: 8
-----------------1
Accessing: 10
-----------------1
Accessing: 9
-----------------1
Accessing: 5
-----------------1
Accessing: 12
-----------------1
Accessing: 11
-----------------1
Accessing: 13
-----------------1
Accessing: 14
-----------------1
Accessing: 15
-----------------1
Accessing: 16
-----------------1
Accessing: 17
-----------------1
Accessing: 18
-----------------1
Accessing: 19