Java并发编程 - 信号量(Semaphore)

同步工具类可以是任何一个对象，只要它根据其自身的状态来协调线程的控制流。阻塞队列可以作为同步工具类，其他类型的同步工具类还包括 信号量（Semaphore）、栅栏（CyclicBarrier）以及闭锁（Latch）。

本文重点介绍Semaphore的使用以及应用场景。

信号量（Semaphore）

计数信号量（Counting Semaphore）用来控制同时访问某个特定资源的操作数量，或者同时执行某个指定操作的数量。

Semaphore中管理着一组虚拟的许可（permit），许可的初始数量可通过构造函数来指定。在执行操作时可以首先获得许可（只要还有剩余的许可），并在使用完以后释放许可。如果没有许可，你们acquire方法将阻塞直到有许可（或者直到被中断或者操作超时）。release方法将返回一个许可给信号量。

Semaphore实现的功能就类停车场有5个停车位，假如有10个人要停车，那么同时只能有多少个人停车呢？同时只能有5个人能够占用，当5个人中的任何一个人离开后，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Semaphore(int permits, boolean fair)。

下面通过代码来模拟停车的情形，如下：

package com.bytebeats.concurrent.api;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * ${DESCRIPTION}
 *
 * @author Ricky Fung
 * @create 2017-04-24 23:22
 */
public class SemaphoreDemo {

    public static void main(String[] args) {

        int num = 10;

        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(num);
        // 只能5个线程同时访问
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(5);
        // 模拟N个用户停车
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            final int id = i+1;
            Runnable task = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {

                    try {
                        semaphore.acquire();    // 获取许可
                        System.out.println("用户:" + id+" 获得许可开始停车啦! | "+Thread.currentThread().getName());
                        int time = new Random().nextInt(1000);
                        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(time);
                        System.out.println("当前可用许可数量: " + semaphore.availablePermits()+" | "+Thread.currentThread().getName());
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    } finally {
                        semaphore.release();//释放
                    }
                }
            };
            pool.execute(task);
        }

        pool.shutdown();
    }

}