《java.util.concurrent 包源码阅读》17 信号量 Semaphore

《java.util.concurrent 包源码阅读》17 信号量 Semaphore

学过操作系统的朋友都知道信号量，在java.util.concurrent包中也有一个关于信号量的实现：Semaphore。

从代码实现的角度来说，信号量与锁很类似，可以看成是一个有限的共享锁，即只能被有限数量的线程使用的共享锁。

因为存在计数，因此Semaphore的构造函数有参数permits来设定计数：

    public Semaphore(int permits) {        sync = new NonfairSync(permits);    }

涉及到线程排队等待的问题，Semaphore也支持fair和unfair模式：

    public Semaphore(int permits, boolean fair) {        sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);    }

说到线程排队，前面在说“锁”的时候讲过AbstractQueuedSynchronizer，它实现了类似获取锁失败，管理等待的线程的功能。因此信号量的实现同样需要借助这个类。

abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer// Unfair模式的实现static final class NonfairSync extends Sync// Fair模式的实现static final class FairSync extends Sync

Sync类使用AbstractQueuedSynchronizer的state来存储信号量的计数：

        Sync(int permits) {            setState(permits);        }

因为信号量与共享锁类似，因此在获取资源和释放资源的时候使用的都是AbstractQueuedSynchronizer的shared类型的方法。

再次回到前面的unfair和fair模式，这种所谓的公平体现在获取锁的时候：unfair是后来先得，fair是先来先得。来看两者的尝试获取资源的方法：

        // unfair模式        final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {            // 直接检查是不是有资源，根本不看前面有没有其他排队的            for (;;) {                int available = getState();                int remaining = available - acquires;                if (remaining < 0 ||                    compareAndSetState(available, remaining))                    return remaining;            }        }        // fair模式        PRotected int tryAcquireShared(int acquires) {            for (;;) {                // 先看看有没有排队的                if (hasQueuedPredecessors())                    return -1;                int available = getState();                int remaining = available - acquires;                if (remaining < 0 ||                    compareAndSetState(available, remaining))                    return remaining;            }        }

对于信号量来说，获取资源的过程，就是一个更新资源计数的过程。对于释放资源来说，也是一样。

        protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {            for (;;) {                int current = getState();                int next = current + releases;                if (next < current) // overflow                    throw new Error("Maximum permit count exceeded");                if (compareAndSetState(current, next))                    return true;            }        }

关于信号量的实现，有了AbstractQueuedSynchronizer和锁的基础，是非常好理解的。

 

 

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