Java並發工具類之並發數控制神器Semaphore

　　Semaphore(信號量)使用來控制通知訪問特定資源的線程數量，它通過協調各個線程，以保證合理的使用公共資源。

　　我們可以這么理解Semaphore，比如一個廁所只有6個坑，同時只能滿足6個人上廁所(變態除外)，其他人想蹲坑，只能排隊等待，如果有人從廁所出來，后面的一個人就可以進去。在這個例子中人就是線程，蹲坑表示線程在執行，離開表示線程執行完畢，而坑的數量就表示Semaphore的個數。

　　一.Semaphore的應用場景

　　Semaphore可以用於做流量控制，特別是公用資源有限的應用場景，比如數據庫連接。假如有一個需求，要讀取幾萬個文件的數據，因為都是IO密集型任務，我們可以啟動幾十個線程並發地讀取，但是如果讀到內存后，還需要存儲到數據庫中，而數據庫的連接數只有10個，這時我們必須控制只有10個線程同時獲取數據庫連接保存數據，否則會報錯無法獲取數據庫連接。這個時候，就可以使用Semaphore來做流量控制。簡單實現如下：

　　

public class SemaphoreTest {

    private static final int THREAD_COUNT = 30;
    private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_COUNT);

    //只有10個數據庫鏈接，這里創建10個信號量
    private static Semaphore semaphore = new Semaphore(10);

    public static void main(String[] args){
        boolean shutDownThreadPool = false;

        for(int index = 0; index < THREAD_COUNT ;index++){
            threadPool.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        //獲取一個信號
                        semaphore.acquire();
                        //執行操作
                        System.out.println("wait for write data...");
                        Thread.sleep(1000);
                        //釋放信號
                        semaphore.release();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });

            if(index == THREAD_COUNT-1){
                shutDownThreadPool = true;
            }
        }

        while(!shutDownThreadPool){
            threadPool.shutdown();
        }
    }

}

　　上述代碼中雖然創建了30個線程，但是同時只能有是個線程在並發的執行。Semaphore的構造方法Semaphore（int permits）接受一個整型的數字，表示可用的許可證數量。Semaphore（10）表示允許10個線程獲取許可證，也就是最大並發數是10。Semaphore的用法也很簡單，首先線程使用Semaphore的acquire()方法獲取一個許可證，使用完之后調用release()方法歸還許可證。還可以用tryAcquire()方法嘗試獲取許可證。

　　二.Semaphore的其他方法

　　int availablePermits()：返回當前可用的許可證數量

　　int getQueueLength()：獲取正在等待獲取許可證的線程數量

　　boolean hasQueuedThreads()：獲取是否還有等待獲取許可證的線程

　　void reducePermits(int reduction)：減少reduction個許可證