信号量(Semaphore)与线程计数器(CountDownLatch)

简介: 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。

🍉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:

image.png

🍭Semaphore的常用方法:

image.png

🍢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:

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:

image.png


🥭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:

image.png

🍡CountDownLatch的常用方法:

image.png

🥩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:

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:

image.png


相关文章
|
2月前
|
Java 开发者
Java面试题:请解释内存泄漏的原因,并说明如何使用Thread类和ExecutorService实现多线程编程,请解释CountDownLatch和CyclicBarrier在并发编程中的用途和区别
Java面试题:请解释内存泄漏的原因,并说明如何使用Thread类和ExecutorService实现多线程编程,请解释CountDownLatch和CyclicBarrier在并发编程中的用途和区别
33 0
|
16天前
|
安全 C++
利用信号量实现线程顺序执行
【8月更文挑战第25天】信号量是多线程编程中用于控制共享资源访问的关键同步机制,能有效保证线程按预设顺序执行。实现方法包括:引入相关头文件(如 C++ 中的 `&lt;semaphore.h&gt;`),创建信号量并通过 `sem_init` 设置初始值;在各线程函数中运用 `sem_post` 与 `sem_wait` 来传递执行权;最后,通过 `sem_destroy` 销毁信号量以释放资源。使用过程中需注意错误处理、确保线程安全及合理设定信号量初值,以维持程序稳定性和高效性。
|
17天前
利用信号量实现线程顺序执行
【8月更文挑战第24天】本文介绍了如何运用信号量确保多线程程序中线程按预定顺序执行的方法。信号量作为同步机制,可有效控制共享资源访问,防止数据不一致。实现步骤包括:引入必要的头文件(如 `&lt;pthread.h&gt;` 和 `&lt;semaphore.h&gt;`),定义信号量变量(如 `sem_t` 类型),初始化信号量(通常第一个信号量设为1,其余设为0),以及创建线程(每个线程执行特定任务并释放相应信号量)。
|
15天前
|
数据采集 Java Python
python 递归锁、信号量、事件、线程队列、进程池和线程池、回调函数、定时器
python 递归锁、信号量、事件、线程队列、进程池和线程池、回调函数、定时器
|
2月前
|
监控 Cloud Native Java
通用快照方案问题之Hystrix和Ribbon在超时设置上的冲突如何解决
通用快照方案问题之Hystrix和Ribbon在超时设置上的冲突如何解决
34 0
|
3月前
|
Java
Runnable+CountDownLatch多线程的等待和通知
Runnable+CountDownLatch多线程的等待和通知
|
3月前
|
存储 Java C++
Java虚拟机(JVM)管理内存划分为多个区域:程序计数器记录线程执行位置;虚拟机栈存储线程私有数据
Java虚拟机(JVM)管理内存划分为多个区域:程序计数器记录线程执行位置;虚拟机栈存储线程私有数据,如局部变量和操作数;本地方法栈支持native方法;堆存放所有线程的对象实例,由垃圾回收管理;方法区(在Java 8后变为元空间)存储类信息和常量;运行时常量池是方法区一部分,保存符号引用和常量;直接内存非JVM规范定义,手动管理,通过Buffer类使用。Java 8后,永久代被元空间取代,G1成为默认GC。
47 2
|
2月前
|
安全 算法 Java
Java面试题:如何诊断和解决Java应用程序中的内存泄漏问题?如何实现一个线程安全的计数器?如何合理配置线程池以应对不同的业务场景?
Java面试题:如何诊断和解决Java应用程序中的内存泄漏问题?如何实现一个线程安全的计数器?如何合理配置线程池以应对不同的业务场景?
18 0
|
2月前
|
Java 开发者
Java面试题:解释Java内存模型中的内存可见性,解释Java中的线程池(ThreadPool)的工作原理,解释Java中的CountDownLatch和CyclicBarrier的区别
Java面试题:解释Java内存模型中的内存可见性,解释Java中的线程池(ThreadPool)的工作原理,解释Java中的CountDownLatch和CyclicBarrier的区别
20 0
|
3月前
|
API
java-多线程-CountDownLatch(闭锁) CyclicBarrier(栅栏) Semaphore(信号量)-
java-多线程-CountDownLatch(闭锁) CyclicBarrier(栅栏) Semaphore(信号量)-
23 1