Java 信号量详解

java 计数信号量用来控制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，还可以用来实现某种资源池，或者对容器施加边界。
Semaphore中管理着一组虚拟的permits， 初始数量可以通过构造函数来指定， 在执行操作的时候首先要获得许可， 并在使用之后释放许可。如果没有许可， 那么acquire将阻塞直到有许可， 或者被中断或者操作超时。release方法会释放一个许可给Semaphore。
Semaphore有两种构造函数，一个是Semaphore（int permits）， 通过这个构造函数生成的Semaphore不能保证获取permits的先后顺序， 意味着可能一个新的thread 会比一个等待了一段时间的另外一个thread先获得许可。第二个构造函数是Semaphore(int permits, boolean fair）， 你可以通过制定fair是true来让threads 有序的获取permits。

Semaphore 的同步的实现是通过AQS来保证的， 如果有对AQS还不是很了解的同学可自行google 学习。 Semaphore 是共享的同步机制， 因此实现了两个AQS的两个方法，tryAcquireShared和tryReleaseShared。
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protected int tryAcquireShared(int acquires) {
for (;;) {
if (hasQueuedPredecessors())
return -1;
int available = getState();
int remaining = available - acquires;
if (remaining < 0 ||
compareAndSetState(available, remaining))
return remaining;
}
}
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protected int tryAcquireShared(int acquires) {
for (;;) {
if (hasQueuedPredecessors())
return -1;
int available = getState();
int remaining = available - acquires;
if (remaining < 0 ||
compareAndSetState(available, remaining))
return remaining;
}
}
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Semaphore 还可以用来将任何一种容器变成有界的阻塞容器， 如下面的BoundedHashSet
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public class BoundedHashSet<T> {
private final Set<T> set;
private final Semaphore semaphore;

public BoundedHashSet(int bound) {
    this.set = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>());
    this.semaphore = new Semaphore(bound);
}

public boolean add(T t) throws InterruptedException{
    semaphore.acquire();
    boolean wasAdded = false;
    try{
        wasAdded = set.add(t);
        return wasAdded;
    }
    finally {
        if (!wasAdded){
            semaphore.release();
        }
    }
}

public boolean remove(T t){
    boolean wasRemoved = set.remove(t);
    if(wasRemoved){
        semaphore.release();
    }
    return wasRemoved;
}

}
'''