欲穷千里目，更上一层楼。—唐

这句诗的意思是：想看到更远更广阔的景物，你就要再上一层楼。想学到更多更深的知识，你就要比原来更努力。

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Semaphore，计数信号量， 用来控制同时访问某个特定资源的线程数量 ，需要我们设定它的较大访问数量。 Semaphore 管理着一组虚拟许可，许可的初始数量可以通过构造函数来指定。在执行操作时可以首先获取许可，并在使用后释放许可。如果没有许可，那么获取操作将阻塞直到有可用的许可。

Semaphore 可以用于实现一个资源池，也可以将任何一个容器变成一个有界的阻塞容器，他在限制资源访问量上有很大的用处。

Semaphore 的核心方法

首先，我们先来看它的两个构造函数。

** * Creates a {@code Semaphore} with the given number of * permits and nonfair fairness setting. *public Semaphore(int permits { sync = new NonfairSync(permits}** * Creates a {@code Semaphore} with the given number of * permits and the given fairness setting. *public Semaphore(int permits, boolean fair { sync = fair ? new FairSync(permits : new NonfairSync(permits}<pre>

参数 permits 表示许可数量，即同时允许多少个线程访问。参数 fair 表示公平性，即等待越久越先获取到许可。

其次，再来看一下它获取和释放许可的方法，信号量的核心用法就是下面这些。

获取一个许可public void acquire( throws InterruptedException { }获取permits个许可public void acquire(int permits throws InterruptedException { } 释放一个许可public void release( { }  释放permits个许可public void release(int permits { } 尝试获取一个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回falsepublic boolean tryAcquire( { } 尝试获取一个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回false public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit throws InterruptedException { }  尝试获取permits个许可，若获取成功，则立即返回true，若获取失败，则立即返回falsepublic boolean tryAcquire(int permits { }尝试获取permits个许可，若在指定的时间内获取成功，则立即返回true，否则则立即返回falsepublic boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit throws InterruptedException { }<pre>

使用场景

前面说过，Semaphore 可以用于实现一个资源池。所以，我们用它来实现一个固定数量的消息池，只允许固定数量的线程同时访问。

这个例子中消息池的数量为 3 个，信号量的许可数量也设置为 3 个，即用 Semaphore 来控制较多同时只能有三个线程使用，其中消息可以循环使用。

如果已有三个线程已经获取到了消息，那么其他线程获取消息的时候将会阻塞，直到有线程释放消息，它才能获取到。获取消息和释放消息通过 Semaphore 的 acqure( 和 release( 方法进行控制，其中 Semaphore 的许可数量不应大于消息池的较大数量。

import java.util.concurrent.Semaphorepublic class SemaphoreTest{表示消息池可用消息只有5个private static final int MAX_POOL_SIZE = 3获取消息的客户端的线程数量private static final int CLIENT_SIZE = 6 消息数组，存放所有消息private static Message messages = new Message[MAX_POOL_SIZE] 信号量，许可数量为消息的较大可用数量private static Semaphore semaphore = new Semaphore(MAX_POOL_SIZE初始化消息数组static void init( { for(int i = 0 i < MAX_POOL_SIZE i++ { messages[i] = new Message( }}同步方法，获取可用的消息static synchronized Message obtain( { Message msg = null for(int i = 0 i < MAX_POOL_SIZE i++ { if(messages[i].getFlag( == false { msg = messages[i] msg.setId(i msg.setFlag(true return msg } } return msg}同步方法，把用完的消息放回消息池static synchronized boolean release(Message msg { if(msg.getFlag( == true { msg.setFlag(false msg.setId(-1 return true } return false}用信号量控制能获取消息的数目static Message obtainMsg( throws InterruptedException { semaphore.acquire( return obtain(}成功释放消息的同时释放信号量static void releaseMsg(Message msg { System.out.print(Thread.currentThread(.getName( + " ***Release msg id*** = "+ msg.getId( + "n" if(release(msg { semaphore.release( }}public static void main(String args {  初始化 init(  创建子线程，获取消息 for(int i = 0 i < CLIENT_SIZE i++ { new Thread(new Runnable( { @Override public void run( { try { 获取消息 Message msg = obtainMsg( System.out.print(Thread.currentThread(.getName( + " Obtain msg id = "+ msg.getId( + "n" 假装耗时操作 Thread.sleep(1000 释放消息 releaseMsg(msg } catch (InterruptedException e { e.printStackTrace( } }}.start( }}声明一个消息类static class Message { private int id 表示每个消息的id private boolean flag 表示消息是否可用 public Message( { this.id = -1 this.flag = false }  public void setId(int id { this.id = id }  public void setFlag(boolean b { this.flag = b }  public int getId( { return this.id }  public boolean getFlag( { return this.flag }}}<pre>

执行结果:

这里写图片描述

从这个结果看，线程 1，线程 2，线程 0 先获取到消息；接着线程 1 和 2 释放消息；释放消息后，那么此时消息池又有两个空闲消息，所以，线程 3 和线程 5 获取了消息；

紧接着线程 0 释放消息，线程 4 立马获取了消息。。。

这程序的执行结果和我们预期的流程一样。 需要注意的点，Semaphore 是线程安全的。在这个例子中，不可能同时有 4 个线程能同时获取到消息。

注意

既然 Semaphore 是线程安全的，为什么上面两个方法需要添加同步？

static synchronized boolean release(Message msgstatic synchronized Message obtain(<pre>

这里我们不能混淆概念，Semaphore 的线程安全是指同时只能有三个线程进入，即 acquire( 和 release( 必定线程安全。 然而获取到许可后的操作不保证线程安全，所以这里加同步锁是为了确保获取消息的过程是安全的。

另外一点需要注意，为什么下面两个方法不需要使用同步锁？

static void releaseMsg(Message msgstatic Message obtainMsg( throws InterruptedException<pre>

细心的朋友可能已经知道，这里加上同步的话，会产生死锁。假如此时 acquire( 发生阻塞，那么obtainMsg( 一直持有同步锁，而 releaseMsg( 的时候必须等待同步锁的释放，这时必定陷入死锁，一直死等，然而没什么软用。

这里不需要加同步锁，是因为我们要确保安全的内容是 获取许可集 后的数据安全，和释放许可集之前的数据安全。

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