大龍的博客

Java多線程信號量如何才能更好的控制相關的數(shù)據(jù)量？這個問題需要我們就詳細的介紹下有關Java多線程信號量的問題，希望大家有所收獲，只有不斷的學習才能更好的掌握。

通常情況下，可能有多個線程需要訪問數(shù)目很少的資源。假想在服務器上運行著若干個回答客戶端請求的線程。這些線程需要連接到同一數(shù)據(jù)庫，但任一時刻只能獲得一定數(shù)目的數(shù)據(jù)庫連接。你要怎樣才能夠有效地將這些固定數(shù)目的數(shù)據(jù)庫連接分配給大量的線程？

一種控制訪問一組資源的方法（除了簡單地上鎖之外），就是使用眾所周知的信號量計數(shù) (counting semaphore)。Java多線程信號量計數(shù)將一組可獲得資源的管理封裝起來。信號量是在簡單上鎖的基礎上實現(xiàn)的，相當于能令線程安全執(zhí)行，并初始化為可用資源個數(shù)的計數(shù)器。例如我們可以將一個信號量初始化為可獲得的數(shù)據(jù)庫連接個數(shù)。一旦某個線程獲得了Java多線程信號量，可獲得的數(shù)據(jù)庫連接數(shù)減一。

線程消耗完資源并釋放該資源時，計數(shù)器就會加一。當信號量控制的所有資源都已被占用時，若有線程試圖訪問此信號量，則會進入阻塞狀態(tài)，直到有可用資源被釋放。Java多線程信號量最常見的用法是解決“消費者－生產(chǎn)者問題”。當一個線程進行工作時，若另外一個線程訪問同一共享變量，就可能產(chǎn)生此問題。消費者線程只能在生產(chǎn)者線程完成生產(chǎn)后才能夠訪問數(shù)據(jù)。使用信號量來解決這個問題，就需要創(chuàng)建一個初始化為零的信號量，從而讓消費者線程訪問此信號量時發(fā)生阻塞。每當完成單位工作時，生產(chǎn)者線程就會向該信號量發(fā)信號（釋放資源）。

每當消費者線程消費了單位生產(chǎn)結果并需要新的數(shù)據(jù)單元時，它就會試圖再次獲取信號量。因此信號量的值就總是等于生產(chǎn)完畢可供消費的數(shù)據(jù)單元數(shù)。這種方法比采用消費者線程不停檢查是否有可用數(shù)據(jù)單元的方法要高效得多。因為消費者線程醒來后，倘若沒有找到可用的數(shù)據(jù)單元，就會再度進入睡眠狀態(tài)，這樣的操作系統(tǒng)開銷是非常昂貴的。盡管Java多線程信號量并未直接被Java語言所支持，卻很容易在給對象上鎖的基礎上實現(xiàn)。一個簡單的實現(xiàn)方法如下所示：

class Semaphore {  
private int count;  
public Semaphore(int n) {  
this.count = n;  
}  
public synchronized void acquire() {  
while(count == 0) {  
try {  
wait();  
} catch (InterruptedException e) {  
//keep trying  
}  
}  
count--;  
}  
public synchronized void release() {  
count++;  
notify(); //alert a thread that's blocking on this semaphore  
}  
} 

以上就是對Java多線程信號量的詳細介紹。