Java信号量Semaphore

Semaphore分为单值和多值两种，前者只能被一个线程获得，后者可以被若干个线程获得。

Semaphore实现的功能就类似厕所有5个坑，假如有10个人要上厕所，那么同时只能有多少个人去上厕所呢？同时只能有5个人能够占用，当5个人中 的任何一个人让开后，其中等待的另外5个人中又有一个人可以占用了。另外等待的5个人中可以是随机获得优先机会，也可以是按照先来后到的顺序获得机会，这取决于构造Semaphore对象时传入的参数选项。单个信号量的Semaphore对象可以实现互斥锁的功能，并且可以是由一个线程获得了“锁”，再由另一个线程释放“锁”，这可应用于死锁恢复的一些场合。

再以一个停车场运作为例。为了简单起见，假设停车场只有三个车位，一开始三个车位都是空的。这时如果同时来了五辆车，看门人允许其中三辆不受阻碍的进入，然后放下车拦，剩下的车则必须在入口等待，此后来的车也都不得不在入口处等待。这时，有一辆车离开停车场，看门人得知后，打开车拦，放入一辆，如果又离开两辆，则又可以放入两辆，如此往复。

在这个停车场系统中，车位是公共资源，每辆车好比一个线程，看门人起的就是信号量的作用。

更进一步，信号量的特性如下：信号量是一个非负整数（车位数），所有通过它的线程（车辆）都会将该整数减一（使用资源），当该整数值为零时，所有试图通过它的线程都将处于等待状态。在信号量上我们定义两种操作： Wait（等待） 和 Release（释放）。 当一个线程调用Wait（等待）操作时，它要么通过然后将信号量减一，要么一直等下去，直到信号量大于一或超时。Release（释放）实际上是在信号量上执行加操作，对应于车辆离开停车场，该操作之所以叫做“释放”是因为加操作实际上是释放了由信号量守护的资源。

Semaphore(int permits, boolean fair)//创建具有给定的许可数和给定的公平设置的Semaphore。

还可以设置该信号量是否采用公平模式，如果以公平方式执行，则线程将会按到达的顺序（FIFO）执行，如果是非公平，则可以后请求的有可能排在队列的头部。

Semaphore可以控制某个资源可被同时访问的个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。

import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Semaphore;public class SemaphoreTest {    public static void main(String[] args) {        // 线程池        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();        // 只能5个线程同时访问        final Semaphore semp = new Semaphore(5);        // 模拟20个客户端访问        for (int index = 0; index < 50; index++) {            final int NO = index;            Runnable run = new Runnable() {                public void run() {                    try {                        // 获取许可                        semp.acquire();                        System.out.PRintln("accessing: " + NO);                        Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));                        // 访问完后，释放                        semp.release();                        //availablePermits()指的是当前信号灯库中有多少个可以被使用                        System.out.println("-----------------" + semp.availablePermits());                     } catch (InterruptedException e) {                        e.printStackTrace();                    }                }            };            exec.execute(run);        }        // 退出线程池        exec.shutdown();    }}

Accessing: 0Accessing: 1Accessing: 2Accessing: 4Accessing: 6Accessing: 8-----------------0-----------------1Accessing: 3-----------------1Accessing: 5Accessing: 9-----------------0-----------------1Accessing: 7Accessing: 10-----------------0-----------------1Accessing: 11-----------------1Accessing: 12-----------------1Accessing: 13Accessing: 14-----------------0-----------------1Accessing: 15-----------------0Accessing: 16-----------------1Accessing: 17-----------------1Accessing: 18-----------------1Accessing: 19-----------------0Accessing: 20Accessing: 21-----------------0Accessing: 22-----------------0-----------------1Accessing: 23-----------------1Accessing: 24-----------------0Accessing: 25Accessing: 26-----------------0-----------------1Accessing: 27-----------------1Accessing: 28-----------------1Accessing: 29Accessing: 30-----------------0-----------------1Accessing: 31-----------------1Accessing: 32-----------------1Accessing: 33-----------------1Accessing: 34Accessing: 35-----------------0-----------------1Accessing: 36-----------------1Accessing: 37-----------------1Accessing: 38-----------------1Accessing: 39-----------------1Accessing: 40Accessing: 41-----------------0-----------------1Accessing: 42Accessing: 43-----------------0Accessing: 44-----------------0-----------------1Accessing: 45-----------------1Accessing: 46-----------------1Accessing: 47-----------------1Accessing: 48-----------------1Accessing: 49-----------------1-----------------2-----------------3-----------------4-----------------5

参考：http://www.VEVb.com/linjiqin/archive/2013/07/25/3214676.html