Java多線程工具箱之Semaphore

FleyX 發(fā)布于2019-08-19 10:57 / 968人閱讀

摘要：多線程工具箱之前言這一篇談一下信號(hào)量。信息信息信息信息信息信息信息信息信息信息信息小結(jié)適用于多線程請(qǐng)求數(shù)量資源的場(chǎng)景，但無(wú)法解決單多個(gè)線程對(duì)同一資源訪問(wèn)的競(jìng)爭(zhēng)性訪問(wèn)。在后面我們?cè)谖覀兊亩嗑€程工具箱里面陸續(xù)會(huì)提到。

Java多線程工具箱之Semaphore 前言

這一篇談一下Semaphore：信號(hào)量。

將Semaphore類(lèi)比為為信號(hào)燈，被繼承Runable的線程類(lèi)比為列車(chē)：理解信號(hào)量可以參考控制列車(chē)的信號(hào)燈：鐵道上有多個(gè)列車(chē)，由信號(hào)燈通知其可用情況。若列車(chē)拿到的信號(hào)燈為綠燈，列車(chē)可以通過(guò)，否則列車(chē)不能通過(guò)。

Semaphore用于限制訪問(wèn)線程多于可用資源的場(chǎng)景。

1.1 基本API 構(gòu)造器 Semaphore(int premits)

構(gòu)造傳入初始化的允許數(shù)量。

方法 acquire()

請(qǐng)求允許，未有有效的允許或者中斷之前，線程將會(huì)阻塞。

方法 release()

釋放允許。

1.2 范例

在范例中，我們使用一個(gè)機(jī)場(chǎng)請(qǐng)求跑道的模擬程序，機(jī)場(chǎng)有3個(gè)跑道，這個(gè)時(shí)段降落的航班一共有10個(gè)。由于跑道遠(yuǎn)沒(méi)有飛機(jī)的數(shù)量多，因此需要飛機(jī)需要等待可用的跑道資源。這個(gè)程序就是模擬了這個(gè)過(guò)程。

UML

App.java

import java.util.Random;

import lombok.extern.java.Log;

@Log
public class App {

    static Random ran = new Random(System.currentTimeMillis());

    public static void main(String[] args) {
        Airport ap = new Airport("Baiyun Airport", 3);
        for (int index = 0; index < 10; index++) {

            AirPlane plane = new AirPlane(index, String.valueOf(index), String.valueOf(index), ap,
                    ran.nextInt(2) == 0 ? Action.landing : Action.takeOff);
            Thread thread = new Thread(plane);
            thread.start();
        }
    }

}

Airport.java

import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.Semaphore;

import lombok.Data;
import lombok.extern.java.Log;

@Log
@Data
public class Airport {

    private String name;
    private Semaphore semaphore;
    private Runway[] runways;

    public Airport(String name, int numberOfRunway) {

        this.name = name;
        this.semaphore = new Semaphore(numberOfRunway);
        runways = new Runway[numberOfRunway];

        for (int index = 0; index < numberOfRunway; index++) {
            Runway currentRunway = new Runway(name, index);

            runways[index] = currentRunway;
        }

        log.info("Airpot is ready :" + Arrays.toString(runways));

    }

    public Runway requestRunway() throws InterruptedException {
        semaphore.acquire();

        while (true) {
            for (int index = 0; index < runways.length; index++) {
                Runway runway = runways[index];
                if (!runway.isInUse()) {
                    runway.setInUse(true);
                    return runway;
                }
            }
            log.warning("all runway is using, and wait till there is runay release.");
        }
    }

    public void releaseRunway(Runway release) {

        for (int index = 0; index < runways.length; index++) {
            Runway runway = runways[index];
            if (runway.equals(release)) {
                runway.setInUse(false);
                semaphore.release();
            }
        }

    }

}

Airplane.java

import java.util.Random;

import lombok.Data;
import lombok.extern.java.Log;

@Data
@Log
public class AirPlane implements Runnable {

    private int id;
    private String name;
    private String company;
    private Airport airport;
    private Action action;
    private static Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());

    public AirPlane(int id, String name, String company, Airport airport, Action action) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.company = company;
        this.airport = airport;
        this.action = action;
    }

    @Override
    public void run() {

        Runway runway = null;

        try {
            runway = airport.requestRunway();

            log.info(this.toString() + "is using " + runway.toString() + " to " + this.action);

            int sleepSecond = rand.nextInt(10) * 1000;

            Thread.sleep(sleepSecond);

        } catch (InterruptedException e) {
            log.warning("request runway error");
            e.printStackTrace();
        } finally {

            if (airport != null && runway != null) {
                airport.releaseRunway(runway);
            }
        }

    }

}

Runway.java

import lombok.Data;

@Data
public class Runway {

    private String name;
    private boolean inUse = false;

    public Runway(String airportName, int runwayIndex) {
        this.name = airportName + "_" + runwayIndex;
    }

}

運(yùn)行結(jié)果

可以從運(yùn)行結(jié)果中看到，程序運(yùn)行的第一秒，首先幾架的飛機(jī)（線程）都第一時(shí)間的獲得了跑道（資源），而后面幾架飛機(jī)（線程），則在前面的飛機(jī)退出（sleep）跑道（資源）后獲得使用權(quán)，進(jìn)行起飛或降落。


Aug 13, 2018 12:56:32 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.Airport 
信息: Airpot is ready :[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=false), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=false), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=false)]
Aug 13, 2018 12:56:33 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.AirPlane run
信息: AirPlane(id=1, name=1, company=1, airport=Airport(name=Baiyun Airport, semaphore=java.util.concurrent.Semaphore@61a09c6b[Permits = 1], runways=[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=false)]), action=landing)is using Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true) to landing
Aug 13, 2018 12:56:33 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.AirPlane run
信息: AirPlane(id=2, name=2, company=2, airport=Airport(name=Baiyun Airport, semaphore=java.util.concurrent.Semaphore@61a09c6b[Permits = 0], runways=[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true)]), action=takeOff)is using Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true) to takeOff
Aug 13, 2018 12:56:33 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.AirPlane run
信息: AirPlane(id=0, name=0, company=0, airport=Airport(name=Baiyun Airport, semaphore=java.util.concurrent.Semaphore@61a09c6b[Permits = 2], runways=[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=false), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=false)]), action=landing)is using Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true) to landing
Aug 13, 2018 12:56:33 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.AirPlane run
信息: AirPlane(id=8, name=8, company=8, airport=Airport(name=Baiyun Airport, semaphore=java.util.concurrent.Semaphore@61a09c6b[Permits = 0], runways=[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true)]), action=takeOff)is using Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true) to takeOff
Aug 13, 2018 12:56:35 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.AirPlane run
信息: AirPlane(id=3, name=3, company=3, airport=Airport(name=Baiyun Airport, semaphore=java.util.concurrent.Semaphore@61a09c6b[Permits = 0], runways=[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true)]), action=takeOff)is using Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true) to takeOff
Aug 13, 2018 12:56:37 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.AirPlane run
信息: AirPlane(id=4, name=4, company=4, airport=Airport(name=Baiyun Airport, semaphore=java.util.concurrent.Semaphore@61a09c6b[Permits = 0], runways=[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true)]), action=landing)is using Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true) to landing
Aug 13, 2018 12:56:40 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.AirPlane run
信息: AirPlane(id=5, name=5, company=5, airport=Airport(name=Baiyun Airport, semaphore=java.util.concurrent.Semaphore@61a09c6b[Permits = 0], runways=[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true)]), action=landing)is using Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true) to landing
Aug 13, 2018 12:56:40 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.AirPlane run
信息: AirPlane(id=6, name=6, company=6, airport=Airport(name=Baiyun Airport, semaphore=java.util.concurrent.Semaphore@61a09c6b[Permits = 0], runways=[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true)]), action=landing)is using Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true) to landing
Aug 13, 2018 12:56:41 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.AirPlane run
信息: AirPlane(id=7, name=7, company=7, airport=Airport(name=Baiyun Airport, semaphore=java.util.concurrent.Semaphore@61a09c6b[Permits = 0], runways=[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true)]), action=takeOff)is using Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true) to takeOff
Aug 13, 2018 12:56:41 AM online.tangbk.thread.study.semaphore.AirPlane run
信息: AirPlane(id=9, name=9, company=9, airport=Airport(name=Baiyun Airport, semaphore=java.util.concurrent.Semaphore@61a09c6b[Permits = 0], runways=[Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_1, inUse=true), Runway(name=Baiyun Airport_2, inUse=true)]), action=landing)is using Runway(name=Baiyun Airport_0, inUse=true) to landing

1.3 Semaphore小結(jié)

Semaphore適用于多線程請(qǐng)求數(shù)量資源的場(chǎng)景，但無(wú)法解決單多個(gè)線程對(duì)同一資源訪問(wèn)的競(jìng)爭(zhēng)性訪問(wèn)。對(duì)于單一資源的競(jìng)爭(zhēng)性訪問(wèn)，依然要使用synchronize關(guān)鍵字或atomic等甚至ReadWriteLock關(guān)鍵字或工具類(lèi)進(jìn)行限制。
在后面我們?cè)谖覀兊亩嗑€程工具箱里面陸續(xù)會(huì)提到。

GPU云服務(wù)器云服務(wù)器 java多線程工具類(lèi) java多線程多線程調(diào)試 java java多線程分發(fā)

文章版權(quán)歸作者所有，未經(jīng)允許請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載,若此文章存在違規(guī)行為，您可以聯(lián)系管理員刪除。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明本文地址：http://m.hztianpu.com/yun/76733.html

發(fā)表評(píng)論

登陸后可評(píng)論

0條評(píng)論

FleyX

男|高級(jí)講師

我要關(guān)注我要私信

TA的文章

只看不敲，神也學(xué)不好C---------計(jì)算機(jī)經(jīng)典書(shū)籍經(jīng)驗(yàn)分享

閱讀 1166·2021-11-24 09:39
云服務(wù)器有哪些優(yōu)勢(shì)？如何租用云服務(wù)器？

閱讀 3668·2021-11-22 13:54
了解文件的隨機(jī)讀寫(xiě)，文件類(lèi)別、文件緩沖區(qū)，文件操作知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充（接上文）

閱讀 2639·2021-10-11 10:59
畢業(yè)設(shè)計(jì)之 -- 基于單片機(jī)的人臉識(shí)別追蹤

閱讀 889·2021-09-02 15:40
vue小說(shuō)移動(dòng)端閱讀器vue全家桶項(xiàng)目，已部署到服務(wù)器可訪問(wèn)預(yù)覽

閱讀 1137·2019-08-30 15:55
PostCSS自學(xué)筆記（二）【番外篇二】

閱讀 1108·2019-08-30 13:57
少量JQuery+CSS3代碼實(shí)現(xiàn)輪播器 (初次寫(xiě)文章，思路，文筆都不足，輕噴)

閱讀 2437·2019-08-30 13:17
vue.js實(shí)現(xiàn)一個(gè)會(huì)動(dòng)的簡(jiǎn)歷(包含底部導(dǎo)航功能，編輯功能,添加了用戶自定義寫(xiě)字速度功能)

閱讀 3082·2019-08-29 18:32

成人无码视频,亚洲精品久久久久av无码,午夜精品久久久久久毛片,亚洲中文字幕日韩无码

資訊專(zhuān)欄INFORMATION COLUMN

上云采購(gòu)季！| 2核2G4M爆款云服務(wù)器低至59元/年，更有多臺(tái)、長(zhǎng)期優(yōu)惠，快來(lái)選購(gòu)！

Java多線程工具箱之Semaphore

Airport.java

相關(guān)文章

***Java多線程進(jìn)階（二十）—— J.U.C之synchronizer框架：Semaphore***

Java多線程進(jìn)階（一）—— J.U.C并發(fā)包概述

(八)java多線程之Semaphore

Java多線程打輔助的三個(gè)小伙子

Java多線程進(jìn)階（五）—— J.U.C之locks框架：LockSupport

發(fā)表評(píng)論

0條評(píng)論

FleyX

男|高級(jí)講師

TA的文章

只看不敲，神也學(xué)不好C---------計(jì)算機(jī)經(jīng)典書(shū)籍經(jīng)驗(yàn)分享

云服務(wù)器有哪些優(yōu)勢(shì)？如何租用云服務(wù)器？

了解文件的隨機(jī)讀寫(xiě)，文件類(lèi)別、文件緩沖區(qū)，文件操作知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充（接上文）

畢業(yè)設(shè)計(jì)之 -- 基于單片機(jī)的人臉識(shí)別追蹤

vue小說(shuō)移動(dòng)端閱讀器vue全家桶項(xiàng)目，已部署到服務(wù)器可訪問(wèn)預(yù)覽

PostCSS自學(xué)筆記（二）【番外篇二】

少量JQuery+CSS3代碼實(shí)現(xiàn)輪播器 (初次寫(xiě)文章，思路，文筆都不足，輕噴)

vue.js實(shí)現(xiàn)一個(gè)會(huì)動(dòng)的簡(jiǎn)歷(包含底部導(dǎo)航功能，編輯功能,添加了用戶自定義寫(xiě)字速度功能)

最新活動(dòng)

資訊專(zhuān)欄INFORMATION COLUMN

上云采購(gòu)季！| 2核2G4M爆款云服務(wù)器低至59元/年，更有多臺(tái)、長(zhǎng)期優(yōu)惠，快來(lái)選購(gòu)！

Java多線程工具箱之Semaphore

Airport.java

相關(guān)文章

發(fā)表評(píng)論

0條評(píng)論

男|高級(jí)講師

TA的文章

最新活動(dòng)

上云采購(gòu)季！| 2核2G4M爆款云服務(wù)器低至59元/年，更有多臺(tái)、長(zhǎng)期優(yōu)惠，快來(lái)選購(gòu)！