JAVA+信号量:阻塞线程

概述

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为了提高接口的响应速度,可以使用ThreadPoolExecutor + Runnable 或者ThreadPoolExecutor 并发调用 技术来并行执行task。但是ThreadPoolExecutor有个特点,就是当core线程不足以应付请求的时候，会将task加入到队列中。一旦使用队列，那么就可能出现队列爆掉或者队列导致的内存溢出问题。为了尽快提供接口响应速度，但是又不想使用队列特性的话。可以使用信号量来做到。

Semaphore信号量管理着一组许可,在执行操作时需要首先获得许可,并在使用后释放许可。如果已经没有许可了, acquire方法将一直阻塞,直到有许可。Semaphore可以用来实现有界阻塞容器。

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信号量简单例子

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这里使用JAVA并发编程一书中的例子来说明信号量的基本用法。

public class BoundedHashSet {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BoundedHashSet set = new  BoundedHashSet<>(2);
        set.add("1");
        set.add("2");
        set.remove("2");
        set.add("3");
        System.out.println(JSON.toJSONString(set));
    }
    
    private final Set tempSet;
    private final Semaphore sem;
    public BoundedHashSet(int size) {
        this.tempSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet());
        sem = new Semaphore(size);
    }
    
    public boolean add(T o) throws Exception {
        sem.acquire();
        boolean isAdd = false;
        try{
            isAdd = tempSet.add(o);
            return isAdd;
        }
        finally {
            if (!isAdd) {
                sem.release();
            }
        }
    }
    
    public boolean remove(Object o) {
        boolean isRemoved = tempSet.remove(o);
        if (isRemoved) {
            sem.release();
        }
        return isRemoved;
    }
}

这里例子实现了有界阻塞的HashSet。只允许这个HashSet存放两个元素，如果想存第三个元素，必须等到有人把HashSet中的元素remove掉。每次add之前先申请一个许可，如果能申请到，则正常添加元素。申请不到，则acquire()方法会一直阻塞。remove操作里面，则有一个释放许可的操作。

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ThreadPoolExecutor中使用信号量

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在ThreadPoolExecutor中，我们在定义core线程参数的时候，比如定义为10个，那么使用信号量的时候，初始化参数也设置为10.

Semaphore sem= new Semaphore<>(10);

ThreadPoolExecutor中,如果不想用到队列，就必须保证线程池中始终只有core线程在工作。那么当请求太多，core线程处理不过来的时候，用信号量进行阻塞，保证只有当core线程的某些线程执行完后，阻塞才解开。