关于java:AQS用购票的方式理解信号量Semaphore

27次阅读

共计 1544 个字符，预计需要花费 4 分钟才能阅读完成。

在有些状况下，因为资源的限度，程序无奈反对无限量的线程并发，因而引入信号量（Semaphore），只有获取信号量凭证的线程才容许执行。

就好比咱们乘坐火车一样，座位数量（信号量大小）是肯定的。只有买到车票（获取信号量）的人才容许上车，当车票售完了，没有车票的人（没有获取信号量）是不容许上车的。只有等到有人下车，或者退票（开释持有信号量）后，期待的人才能够购票（获取信号量）上车：

其实现形式也非常简单，是基于 java 提供的 AQS 同步器框架实现的，因而只有了解了 AQS 框架的原理，再来了解 Semaphore 就非常简单了。对于还不理解 AQS 框架的能够先浏览以下两篇文章：

用火车购票的形式关上 AQS 同步器（一）

用火车购票的形式关上 AQS 同步器（二）

信号量，次要应用了文章（二）中共享锁的逻辑。当初咱们来看一下 java 中的信号量的实现吧，以购车票为例，不便了解。

对于源码而言，咱们次要关注两个办法：一个是信号量的获取，一个是信号量的开释。

先来看一下 构造方法：

// 规定一下车票数量，以及预约规定是否严格排队执行（先到先得）Semaphore(int permits, boolean fair)；

Permits: 信号量大小。相似于火车发行的总车票数。
Fair：是否为偏心。相似于火车票售完了，而后没买到票的人进行预约。如果为偏心的话，预约的依照先来后到的程序购买到票。如果是非偏心的话，对于后买票的人也是有机会购得车票的（记得辨别一下买票和预约两个概念）。

信号量的获取：

public void acquire() throws InterruptedException {sync.acquireSharedInterruptibly(1); // sync 继承了 AQS 同步器
}

理论会调用 AQS 框架的 tryAcquireShared 办法，该办法被 Semaphore 中的 sync 重写，分为偏心 sync 和非偏心 sync, 其源码如下：

protected int tryAcquireShared(int acquires) {for (;;) {if (hasQueuedPredecessors())  
                        return -1;
                 int available = getState();
                int remaining = available - acquires;
                if (remaining < 0 ||
                    compareAndSetState(available, remaining))
                    return remaining;
            }
        }

其实现区别，次要是偏心 sync 办法中多了 hasQueuedPredecessors()办法来判断，是否有比本人排队早的人。如果有，则本人间接返回期待（即后面有比本人先预约买票的人，那么本人就只能期待买票）。

信号量的开释：

public void release() {sync.releaseShared(1);  // 间接调用 AQS 同步器的 API，会调用 tryReleaseShared 办法
 }

 protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {for (;;) {int current = getState();
                int next = current + releases;
                if (next < current) // 溢出，超出 int 范畴了
                    throw new Error("Maximum permit count exceeded");
                if (compareAndSetState(current, next))
                    return true;
            }
        }

开释的逻辑比较简单，无非是应用 compareAndSetState 来设置实现信号量的更新，而应用 for 循环是为了保障 CAS 操作最终都可能失去执行。

正文完