大龍的博客

Java多線程信號(hào)量如何才能更好的控制相關(guān)的數(shù)據(jù)量？這個(gè)問(wèn)題需要我們就詳細(xì)的介紹下有關(guān)Java多線程信號(hào)量的問(wèn)題，希望大家有所收獲，只有不斷的學(xué)習(xí)才能更好的掌握。

通常情況下，可能有多個(gè)線程需要訪問(wèn)數(shù)目很少的資源。假想在服務(wù)器上運(yùn)行著若干個(gè)回答客戶端請(qǐng)求的線程。這些線程需要連接到同一數(shù)據(jù)庫(kù)，但任一時(shí)刻只能獲得一定數(shù)目的數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)連接分配給大量的線程？

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

線程消耗完資源并釋放該資源時(shí)，計(jì)數(shù)器就會(huì)加一。當(dāng)信號(hào)量控制的所有資源都已被占用時(shí)，若有線程試圖訪問(wèn)此信號(hào)量，則會(huì)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直到有可用資源被釋放。Java多線程信號(hào)量最常見(jiàn)的用法是解決“消費(fèi)者－生產(chǎn)者問(wèn)題”。當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)行工作時(shí)，若另外一個(gè)線程訪問(wèn)同一共享變量，就可能產(chǎn)生此問(wèn)題。消費(fèi)者線程只能在生產(chǎn)者線程完成生產(chǎn)后才能夠訪問(wèn)數(shù)據(jù)。使用信號(hào)量來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，就需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)初始化為零的信號(hào)量，從而讓消費(fèi)者線程訪問(wèn)此信號(hào)量時(shí)發(fā)生阻塞。每當(dāng)完成單位工作時(shí)，生產(chǎn)者線程就會(huì)向該信號(hào)量發(fā)信號(hào)（釋放資源）。

每當(dāng)消費(fèi)者線程消費(fèi)了單位生產(chǎn)結(jié)果并需要新的數(shù)據(jù)單元時(shí)，它就會(huì)試圖再次獲取信號(hào)量。因此信號(hào)量的值就總是等于生產(chǎn)完畢可供消費(fèi)的數(shù)據(jù)單元數(shù)。這種方法比采用消費(fèi)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?yàn)橄M(fèi)者線程醒來(lái)后，倘若沒(méi)有找到可用的數(shù)據(jù)單元，就會(huì)再度進(jìn)入睡眠狀態(tài)，這樣的操作系統(tǒng)開(kāi)銷是非常昂貴的。盡管Java多線程信號(hào)量并未直接被Java語(yǔ)言所支持，卻很容易在給對(duì)象上鎖的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)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(duì)Java多線程信號(hào)量的詳細(xì)介紹。