別再和面試官說不懂信號量Semaphore了!
已經(jīng)習(xí)慣了阿里面試官的冷笑：用過Semaphore吧，不妨說說?
本質(zhì)就是 信號量模型，模型圖如下：
其中的 計數(shù)器 和 等待隊列 對外部是透明的，僅能通過提供的三大方法訪問它們。
詳細(xì)說說哪三大方法?
- init()
用于設(shè)置計數(shù)器的初始值。
- down()
計數(shù)器-1。若此時計數(shù)器<0，則當(dāng)前線程被 阻塞。
- up()
計數(shù)器+1。若此時計數(shù)器≤0，則喚醒 等待隊列 中的一個線程，并將其從【等待隊列】移除。有同學(xué)可能會認(rèn)為這里的判斷條件應(yīng)該≥0，估計你是理解成生產(chǎn)者-消費者模式中的生產(chǎn)者了。可以反過來想，>0 意味著沒有阻塞的線程，所以只有 ≤0 時才需要喚醒一個等待的線程。
down()、up()應(yīng)配對使用，并按序使用：
- 先調(diào)用down()，獲取鎖
- 執(zhí)行處理完后，調(diào)用up()，釋放鎖
若信號量init值為1，并發(fā)場景下應(yīng)該不會出現(xiàn)>0情況，除非故意調(diào)先用up()，但這也失去了信號量的意義。
注意，這些方法都是原子性的，由信號量模型的實現(xiàn)方保證。JDK里的信號量模型就是由Semaphore實現(xiàn)，Semaphore保證了這三個方法都是原子操作。
- talk is cheap，show me code？
信號量模型中的down()、up()最早被稱為P操作和V操作，信號量模型也稱PV原語。還有的人會用semWait()和semSignal()表達(dá)它們，叫法不同，語義都相同。JUC的acquire()、release()分別對應(yīng)down()和up()。
如何使用信號量?
就像信號燈，必須先檢查是否為綠燈才能通過。比如累加器，count+=1操作是個臨界區(qū)，只允許一個線程執(zhí)行，也就是說要保證互斥。
假設(shè)線程t1、t2同時訪問add()，當(dāng)同時調(diào)用acquire時，由于acquire是個原子操作，僅會有一個線程(假設(shè)t1)把信號量里的計數(shù)器減為0，t2則是將計數(shù)器減為-1：
- 對t1，信號量里面的計數(shù)器的值是0，≥0，所以t1不會被阻塞，而是繼續(xù)執(zhí)行
- 對t2，信號量里面的計數(shù)器的值是-1，<0，所以t2被阻塞
所以此時只有t1會進入臨界區(qū)執(zhí)行count+=1。
當(dāng)t1執(zhí)行release()，信號量里計數(shù)器的值是-1，加1之后的值是0，≤0，根據(jù)up()，此時等待隊列中的t2會被喚醒。于是t2在t1執(zhí)行完臨界區(qū)代碼后，才獲得進入臨界區(qū)執(zhí)行的機會，這就保證了互斥。
既然有JDK提供了Lock，為啥還要提供一個Semaphore ?
實現(xiàn)互斥鎖，僅是 Semaphore的部分功能，Semaphore還可以允許多個線程訪問一個臨界區(qū)。
最常見的就是各種池化資源，比如數(shù)據(jù)庫連接池，同一時刻，允許多個線程同時使用連接池。每個連接在被釋放前，不允許其他線程使用。
對象池要求一次性創(chuàng)建出N個對象，之后所有的線程重復(fù)利用這N個對象，當(dāng)然對象在被釋放前，也是不允許其他線程使用的。所以核心就是限流器，這里的限流指不允許多于N個線程同時進入臨界區(qū)。
如何快速實現(xiàn)一個這樣的限流器呢?
那就是信號量。把計數(shù)器的值設(shè)置成對象池里對象的個數(shù)N即可：
注意這里使用的是 Vector，進入臨界區(qū)的N個線程不安全。add/remove都是不安全的。比如 ArrayList remove() ：
好的，請回家等通知吧!
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