溫馨提示×
您好，登錄后才能下訂單哦！
點擊 登錄注冊 即表示同意《億速云用戶服務條款》
您好，登錄后才能下訂單哦！
小編給大家分享一下java并發工具類之Semaphore，Exchanger的示例分析，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！
1. 控制資源并發訪問--Semaphore
Semaphore可以理解為信號量，用于控制資源能夠被并發訪問的線程數量，以保證多個線程能夠合理的使用特定資源。
Semaphore就相當于一個許可證，線程需要先通過acquire方法獲取該許可證，該線程才能繼續往下執行，否則只能在該方法出阻塞等待。當執行完業務功能后，需要通過release()方法將許可證歸還，以便其他線程能夠獲得許可證繼續執行。
Semaphore可以用于做流量控制，特別是公共資源有限的應用場景，比如數據庫連接。假如有多個線程讀取數據后，需要將數據保存在數據庫中，而可用的最大數據庫連接只有10個，這時候就需要使用Semaphore來控制能夠并發訪問到數據庫連接資源的線程個數最多只有10個。在限制資源使用的應用場景下，Semaphore是特別合適的。
下面來看下Semaphore的主要方法：
//獲取許可，如果無法獲取到，則阻塞等待直至能夠獲取為止 void acquire() throws InterruptedException //同acquire方法功能基本一樣，只不過該方法可以一次獲取多個許可 void acquire(int permits) throws InterruptedException //釋放許可 void release() //釋放指定個數的許可 void release(int permits) //嘗試獲取許可，如果能夠獲取成功則立即返回true，否則，則返回false boolean tryAcquire() //與tryAcquire方法一致，只不過這里可以指定獲取多個許可 boolean tryAcquire(int permits) //嘗試獲取許可，如果能夠立即獲取到或者在指定時間內能夠獲取到，則返回true，否則返回false boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException //與上一個方法一致，只不過這里能夠獲取多個許可 boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) //返回當前可用的許可證個數 int availablePermits() //返回正在等待獲取許可證的線程數 int getQueueLength() //是否有線程正在等待獲取許可證 boolean hasQueuedThreads() //獲取所有正在等待許可的線程集合 Collection<Thread> getQueuedThreads()
另外，在Semaphore的構造方法中還支持指定是夠具有公平性，默認的是非公平性，這樣也是為了保證吞吐量。
一個例子
下面用一個簡單的例子來說明Semaphore的具體使用。我們來模擬這樣一樣場景。有一天，班主任需要班上10個同學到講臺上來填寫一個表格，但是老師只準備了5支筆，因此，只能保證同時只有5個同學能夠拿到筆并填寫表格，沒有獲取到筆的同學只能夠等前面的同學用完之后，才能拿到筆去填寫表格。該示例代碼如下：
public class SemaphoreDemo {
//表示老師只有10支筆
private static Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
public static void main(String[] args) {
//表示50個學生
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
service.execute(() -> {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 同學準備獲取筆......");
semaphore.acquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 同學獲取到筆");
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 填寫表格ing.....");
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
semaphore.release();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
service.shutdown();
}
}輸出結果：
pool-1-thread-1 同學準備獲取筆...... pool-1-thread-1 同學獲取到筆 pool-1-thread-1 填寫表格ing..... pool-1-thread-2 同學準備獲取筆...... pool-1-thread-2 同學獲取到筆 pool-1-thread-2 填寫表格ing..... pool-1-thread-3 同學準備獲取筆...... pool-1-thread-4 同學準備獲取筆...... pool-1-thread-3 同學獲取到筆 pool-1-thread-4 同學獲取到筆 pool-1-thread-4 填寫表格ing..... pool-1-thread-3 填寫表格ing..... pool-1-thread-5 同學準備獲取筆...... pool-1-thread-5 同學獲取到筆 pool-1-thread-5 填寫表格ing..... pool-1-thread-6 同學準備獲取筆...... pool-1-thread-7 同學準備獲取筆...... pool-1-thread-8 同學準備獲取筆...... pool-1-thread-9 同學準備獲取筆...... pool-1-thread-10 同學準備獲取筆...... pool-1-thread-4 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！ pool-1-thread-9 同學獲取到筆 pool-1-thread-9 填寫表格ing..... pool-1-thread-5 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！ pool-1-thread-7 同學獲取到筆 pool-1-thread-7 填寫表格ing..... pool-1-thread-8 同學獲取到筆 pool-1-thread-8 填寫表格ing..... pool-1-thread-1 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！ pool-1-thread-6 同學獲取到筆 pool-1-thread-6 填寫表格ing..... pool-1-thread-3 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！ pool-1-thread-2 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！ pool-1-thread-10 同學獲取到筆 pool-1-thread-10 填寫表格ing..... pool-1-thread-7 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！ pool-1-thread-9 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！ pool-1-thread-8 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！ pool-1-thread-6 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！ pool-1-thread-10 填寫完表格，歸還了筆！！！！！！
根據輸出結果進行分析，Semaphore允許的最大許可數為5，也就是允許的最大并發執行的線程個數為5，可以看出，前5個線程（前5個學生）先獲取到筆，然后填寫表格，而6-10這5個線程，由于獲取不到許可，只能阻塞等待。
當線程pool-1-thread-4釋放了許可之后，pool-1-thread-9就可以獲取到許可，繼續往下執行。對其他線程的執行過程，也是同樣的道理。
從這個例子就可以看出，Semaphore用來做特殊資源的并發訪問控制是相當合適的，如果有業務場景需要進行流量控制，可以優先考慮Semaphore。
2.線程間交換數據的工具--Exchanger
Exchanger是一個用于線程間協作的工具類，用于兩個線程間能夠交換。它提供了一個交換的同步點，在這個同步點兩個線程能夠交換數據。
具體交換數據是通過exchange方法來實現的，如果一個線程先執行exchange方法，那么它會同步等待另一個線程也執行exchange方法，這個時候兩個線程就都達到了同步點，兩個線程就可以交換數據。
Exchanger除了一個無參的構造方法外，主要方法也很簡單：
//當一個線程執行該方法的時候，會等待另一個線程也執行該方法，因此兩個線程就都達到了同步點 //將數據交換給另一個線程，同時返回獲取的數據 V exchange(V x) throws InterruptedException //同上一個方法功能基本一樣，只不過這個方法同步等待的時候，增加了超時時間 V exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, TimeoutException
一個例子
Exchanger理解起來很容易，這里用一個簡單的例子來看下它的具體使用。我們來模擬這樣一個情景，在青春洋溢的中學時代，下課期間，男生經常會給走廊里為自己喜歡的女孩子送情書，相信大家都做過這樣的事情吧 ：)。男孩會先到女孩教室門口，然后等女孩出來，教室那里就是一個同步點，然后彼此交換信物，也就是彼此交換了數據。現在，就來模擬這個情景。
public class ExchangerDemo {
private static Exchanger<String> exchanger = new Exchanger();
public static void main(String[] args) {
//代表男生和女生
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(2);
service.execute(() -> {
try {
//男生對女生說的話
String girl = exchanger.exchange("我其實暗戀你很久了......");
System.out.println("女孩兒說：" + girl);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
service.execute(() -> {
try {
System.out.println("女生慢慢的從教室你走出來......");
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
//男生對女生說的話
String boy = exchanger.exchange("我也很喜歡你......");
System.out.println("男孩兒說：" + boy);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
}輸出結果：
女生慢慢的從教室你走出來...... 男孩兒說：我其實暗戀你很久了...... 女孩兒說：我也很喜歡你......
這個例子很簡單，也很能說明Exchanger的基本使用。當兩個線程都到達調用exchange方法的同步點的時候，兩個線程就能交換彼此的數據。
以上是“java并發工具類之Semaphore，Exchanger的示例分析”這篇文章的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內容對大家有所幫助，如果還想學習更多知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道！
免責聲明：本站發布的內容（圖片、視頻和文字）以原創、轉載和分享為主，文章觀點不代表本網站立場，如果涉及侵權請聯系站長郵箱：is@yisu.com進行舉報，并提供相關證據，一經查實，將立刻刪除涉嫌侵權內容。
