信號量在操作系統中一般用來管理數量有限的資源.每類資源有一個對應的信號量.信號量的值表示資源的可用數量.在使用資源時,要先從該信號量上獲取一個使用許可.成功獲取許可之後,資源可用數量減1.在持有許可期,使用者可以對獲取資源進行操作.完成對資源的使用之後,需要在信號量上釋放一個許可,資源可用數加1,允許其他使用者獲取資源.當資源可用數爲0的時候,需要獲取資源的線程以阻塞的方式來等待資源變爲可用,或者過段時間之後再檢查資源是否變爲可用.
在java中有相應的Semaphore實現類,在創建Semaphore類的對象時指定資源的可用數,通過acquire方法以阻塞式的方式獲取許可,而tryAcquire方法以非阻塞式的方式來獲取許可.當需要釋放許可時,使用release方法.Semaphore類也支持同時獲取和釋放多個資源的許可.通過acquire方法獲取許可的過程是可以被中斷的.如果不希望被中斷,那麼可以使用acquireUninterruptibly方法.Semaphore也支持在分配許可時使用公平模式,通過把構造方法的第二個參數設置爲true來使用該模式.在公平模式下,當資源可用時,等待線程按照調用acquire方法申請資源的順序依次獲取許可.在進行資源管理時,一般使用公平模式,以避免造成線程飢渴問題.需要注意的是獲取資源時,通過synchronized關鍵詞或鎖聲明同步.這是因爲Semaphore類只是一個資源數量的抽象表示,並不負責管理資源對象本身,可能有多個線程同時獲取到資源使用許可,因此需要使用同步機制避免數據競爭.
使用信號量管理資源的示例:
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