Java并发工具类-Semaphore,Exchanger

时间:2019-09-19
本文章向大家介绍Java并发工具类-Semaphore,Exchanger,主要包括Java并发工具类-Semaphore,Exchanger使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项,具有一定的参考价值,需要的朋友可以参考一下。

Semaphore 可以认为是广义锁 ,共享锁,

Semaphore可以理解为信号量,用于控制资源能够被并发访问的线程数量,以保证多个线程能够合理的使用特定资源。Semaphore就相当于一个许可证,线程需要先通过acquire方法获取该许可证,该线程才能继续往下执行,否则只能在该方法出阻塞等待。当执行完业务功能后,需要通过release()方法将许可证归还,以便其他线程能够获得许可证继续执行。

Semaphore可以用于做流量控制,特别是公共资源有限的应用场景,比如数据库连接。假如有多个线程读取数据后,需要将数据保存在数据库中,而可用的最大数据库连接只有10个,这时候就需要使用Semaphore来控制能够并发访问到数据库连接资源的线程个数最多只有10个。在限制资源使用的应用场景下,Semaphore是特别合适的。

允许多个线程同时进入临界区当值为1时相当于1把。

下面用一个简单的例子来说明Semaphore的具体使用。我们来模拟这样一样场景。有一天,班主任需要班上10个同学到讲台上来填写一个表格,但是老师只准备了5支笔,因此,只能保证同时只有5个同学能够拿到笔并填写表格,没有获取到笔的同学只能够等前面的同学用完之后,才能拿到笔去填写表格。该示例代码如下:
public class SemaphoreDemo {

    //表示老师只有10支笔
    private static Semaphore semaphore = new Semaphore(5);

    public static void main(String[] args) {

        //表示50个学生
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            service.execute(() -> {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  同学准备获取笔......");
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  同学获取到笔");
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  填写表格ing.....");
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                    semaphore.release();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  填写完表格,归还了笔!!!!!!");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        service.shutdown();
    }

}
输出结果:

pool-1-thread-1  同学准备获取笔......
pool-1-thread-1  同学获取到笔
pool-1-thread-1  填写表格ing.....
pool-1-thread-2  同学准备获取笔......
pool-1-thread-2  同学获取到笔
pool-1-thread-2  填写表格ing.....
pool-1-thread-3  同学准备获取笔......
pool-1-thread-4  同学准备获取笔......
pool-1-thread-3  同学获取到笔
pool-1-thread-4  同学获取到笔
pool-1-thread-4  填写表格ing.....
pool-1-thread-3  填写表格ing.....
pool-1-thread-5  同学准备获取笔......
pool-1-thread-5  同学获取到笔
pool-1-thread-5  填写表格ing.....


pool-1-thread-6  同学准备获取笔......
pool-1-thread-7  同学准备获取笔......
pool-1-thread-8  同学准备获取笔......
pool-1-thread-9  同学准备获取笔......
pool-1-thread-10  同学准备获取笔......


pool-1-thread-4  填写完表格,归还了笔!!!!!!
pool-1-thread-9  同学获取到笔
pool-1-thread-9  填写表格ing.....
pool-1-thread-5  填写完表格,归还了笔!!!!!!
pool-1-thread-7  同学获取到笔
pool-1-thread-7  填写表格ing.....
pool-1-thread-8  同学获取到笔
pool-1-thread-8  填写表格ing.....
pool-1-thread-1  填写完表格,归还了笔!!!!!!
pool-1-thread-6  同学获取到笔
pool-1-thread-6  填写表格ing.....
pool-1-thread-3  填写完表格,归还了笔!!!!!!
pool-1-thread-2  填写完表格,归还了笔!!!!!!
pool-1-thread-10  同学获取到笔
pool-1-thread-10  填写表格ing.....
pool-1-thread-7  填写完表格,归还了笔!!!!!!
pool-1-thread-9  填写完表格,归还了笔!!!!!!
pool-1-thread-8  填写完表格,归还了笔!!!!!!
pool-1-thread-6  填写完表格,归还了笔!!!!!!
pool-1-thread-10  填写完表格,归还了笔!!!!!!
根据输出结果进行分析,Semaphore允许的最大许可数为5,也就是允许的最大并发执行的线程个数为5,可以看出,前5个线程(前5个学生)先获取到笔,然后填写表格,而6-10这5个线程,由于获取不到许可,只能阻塞等待。当线程pool-1-thread-4释放了许可之后,pool-1-thread-9就可以获取到许可,继续往下执行。对其他线程的执行过程,也是同样的道理。从这个例子就可以看出,Semaphore用来做特殊资源的并发访问控制是相当合适的,如果有业务场景需要进行流量控制,可以优先考虑Semaphore。
Exchanger

用于线程间数据的交换。它提供一个同步点,在这个同步点,两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过exchange方法交换数据,如果第一个线程先执行exchange()方法,它会一直等待第二个线程也执行exchange方法,当两个线程都到达同步点时,这两个线程就可以交换数据,将本线程生产出来的数据传递给对方。

Exchanger 可被视为 SynchronousQueue 的双向形式。Exchanger在遗传算法和管道设计等应用中很有用。

内存一致性:对于通过 Exchanger 成功交换对象的每对线程,每个线程中在 exchange() 之前的操作 happen-before 从另一线程中相应的 exchange() 返回的后续操作。

方法:

1     // 等待另一个线程到达此交换点(除非当前线程被中断),然后将给定的对象传送给该线程,并接收该线程的对象。
2     public V exchange(V x) throws InterruptedException
3     //增加超时机制,超过指定时间,抛TimeoutException异常
4     public V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, TimeoutException




链接:https://juejin.im/post/5aeec49b518825673614d183

原文地址:https://www.cnblogs.com/dingpeng9055/p/11303927.html