信号量(Semaphore)与线程计数器(CountDownLatch)(详解)

🍉信号量(Semaphore)

Semaphore属于共享锁,即多个线程可以同时获取,用来表示可用资源的个数,本质上是一个计数器

🥩理解信号量:

🍂我们将信号量理解为一个停车场的空车位,例如当前有100个空车位,表示100个可用资源 🍂当有车开进停车场,就相当于申请一个可用资源,空车位就-1(这个称为信号量的P操作) 🍂当有车开出停车场,就相当于释放一个可用资源,空车位就+1(这个称为信号量的V操作) 🍂如果可用资源为0,会尝试申请资源,就会阻塞等待,直到有其他线程释放资源
🥩注意: Semaphore的PV操作的加减计数器操作都是原子性的,可以直接在多线程环境下使用

🍡Semaphore的构造方法:

🍭Semaphore的常用方法:

🍢使用场景:

☘️等待一组线程执行完,再执行某个任务

☘️同一个时间最多执行n个线程(有限资源的使用)

🍴示例:

创建Semaphore实例,初始化为4,表示4个可用资源

acquire方法表示申请资源(P操作),release方法表示释放资源(V操作)

创建20个线程,每个线程都尝试申请资源,sleep等待1秒后,释放资源,观察程序执行结果

👁‍🗨️代码展示:

java 复制代码
import java.util.concurrent.Semaphore;
 
public class SemaphoreTest {
    public static void main(String[] args) {
        Semaphore sem = new Semaphore(4);
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    System.out.println("申请资源");
                    sem.acquire();
                    System.out.println("获取到资源");
                    Thread.sleep(1000);
                    sem.release();
                    System.out.println("释放资源");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        };
        for(int i = 0;i < 20;i++){
            Thread t = new Thread(runnable);
            t.start();
        }
    }
}

👁‍🗨️打印结果说明:

🥭线程计数器(CountDownLatch)

CountDownLatch也属于共享锁,其内部有一个int类型的属性表示可以同时并发并行的线程的数量

同时等待N个任务执行结束

举例说明:

比如跑步比赛,必须等所有运动员通过终点才能公布成绩

🍭CountDownLatch的构造方法:

🍡CountDownLatch的常用方法:

🥩使用场景: 等待多个线程全部执行完,再执行某个任务
🥩注意: CountDownLatch只能减不能加

🍴示例:

构造CountDownLatch实例,初始化为10,表示有10个任务需要完成

每个任务执行完成后,调用countDown(),CountDownLatch内部计数器自减

主线程调用await(),等待所有线程执行完毕,也就是计数器值为0,再继续执行主线程后续任务

👁‍🗨️代码展示:

java 复制代码
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
 
public class CountDownLatchTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                latch.countDown();
            }
        };
        for(int i = 0;i < 10;i++){
            Thread t = new Thread(runnable);
            t.start();
        }
        latch.await();
        System.out.println("10个线程比赛结束");
    }
}

👁‍🗨️打印结果说明:

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