设计模式 Concurrency 之 Semaphore 信号量

2024-04-01 14:58

本文主要是介绍设计模式 Concurrency 之 Semaphore 信号量,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

  • 定义
  • 适用场景
  • 例子

1.定义

Semaphore是一种基于计数的信号量。它可以设定一个阈值,基于此,多个线程竞争获取许可信号,做完自己的申请后归还,超过阈值后,线程申请许可信号将会被阻塞。Semaphore可以用来构建一些对象池,资源池之类的,比如数据库连接池,我们也可以创建计数为1的Semaphore,将其作为一种类似互斥锁的机制,这也叫二元信号量,表示两种互斥状态

2. 适用场景

  • 保护一个重要[代码]部分 防止一次超过N个线程进入
  • 在两个线程之间发送信号

3. 例子

这里写图片描述

Lock

package com.hqq.concurrency.semaphone;/*** Lock* Created by heqianqian on 2017/7/30.*/
public interface Lock {void release() throws InterruptedException;void acquire() throws InterruptedException;}

Semaphore

package com.hqq.concurrency.semaphone;/*** Semaphore* Created by heqianqian on 2017/7/30.*/
public class Semaphore implements Lock {private final int licenses;private int counter;public Semaphore(int counter) {this.counter = counter;this.licenses = counter;}public int getNumLicenses() {return this.licenses;}public int getAvailableLicenses() {return counter;}@Overridepublic synchronized void acquire() throws InterruptedException {while (counter == 0) {wait();}counter = counter - 1;}@Overridepublic synchronized void release(){if (counter < licenses) {counter = counter + 1;notify();}}
}

FruitType:

package com.hqq.concurrency.semaphone;/*** FruitType* 水果类型* Created by heqianqian on 2017/7/30.*/
public enum FruitType {APPLE, ORANGE, BANANA;}

Fruit

package com.hqq.concurrency.semaphone;/*** Fruit* <p>* Created by heqianqian on 2017/7/30.*/
public class Fruit {private FruitType fruitType;public Fruit(FruitType fruitType) {this.fruitType = fruitType;}public FruitType getFruitType() {return fruitType;}@Overridepublic String toString() {switch (fruitType) {case ORANGE:return "Orange";case APPLE:return "Apple";case BANANA:return "Banana";default:return "";}}
}

FruitBowl

package com.hqq.concurrency.semaphone;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;/*** FruitBowl* Created by heqianqian on 2017/7/30.*/
public class FruitBowl {private List<Fruit> fruitList = new ArrayList<>();public int countFruit() {return fruitList.size();}public void put(Fruit fruit) {fruitList.add(fruit);}public Fruit get() {if (fruitList.size() == 0) {return null;}return fruitList.remove(0);}
}

FruitShop

package com.hqq.concurrency.semaphone;/*** FruitShop* Created by heqianqian on 2017/7/30.*/
public class FruitShop {private FruitBowl[] fruitBowls = {new FruitBowl(),new FruitBowl(),new FruitBowl()};private boolean[] available = {true,true,true};private Semaphore semaphore;public FruitShop() {for (int i = 0; i < 100; i++) {fruitBowls[0].put(new Fruit(FruitType.APPLE));fruitBowls[0].put(new Fruit(FruitType.BANANA));fruitBowls[0].put(new Fruit(FruitType.ORANGE));}semaphore = new Semaphore(3);}public synchronized int countFruit() {return fruitBowls[0].countFruit() + fruitBowls[1].countFruit()+ fruitBowls[2].countFruit();}public synchronized FruitBowl takeBowl() {FruitBowl fruitBowl = null;try {semaphore.acquire();if (available[0]) {fruitBowl = fruitBowls[0];available[0] = false;} else if (available[1]) {fruitBowl = fruitBowls[1];available[1] = false;} else if (available[2]) {fruitBowl = fruitBowls[2];available[2] = false;}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {semaphore.release();}return fruitBowl;}public synchronized void returnBowl(FruitBowl fruitBowl) {if (fruitBowl == fruitBowls[0]) {available[0] = true;} else if (fruitBowl == fruitBowls[1]) {available[1] = true;} else if (fruitBowl == fruitBowls[2]) {available[2] = true;}}}

Customer

package com.hqq.concurrency.semaphone;import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;/*** Customer* Created by heqianqian on 2017/7/30.*/
public class Customer extends Thread {private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(Customer.class);private String name;private FruitShop fruitShop;private FruitBowl fruitBowl;public Customer(String name, FruitShop fruitShop) {this.name = name;this.fruitShop = fruitShop;this.fruitBowl = new FruitBowl();}@Overridepublic void run() {while (fruitShop.countFruit() > 0) {FruitBowl bowl = fruitShop.takeBowl();Fruit fruit;if (bowl != null && (fruit = bowl.get()) != null) {LOGGER.info("{} took an {}", name, fruit);fruitBowl.put(fruit);fruitShop.returnBowl(bowl);}}LOGGER.info("{} took {}", name, fruitBowl);}
}

App

package com.hqq.concurrency.semaphone;/*** App* Created by heqianqian on 2017/7/30.*/
public class App {/*** main method** @param args*/public static void main(String[] args) {FruitShop shop = new FruitShop();new Customer("Peter", shop).start();new Customer("Paul", shop).start();new Customer("Mary", shop).start();new Customer("John", shop).start();new Customer("Ringo", shop).start();new Customer("George", shop).start();}
}

输出结果:

INFO  [2017-08-09 01:51:34,148] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Paul took an Apple
INFO  [2017-08-09 01:51:34,148] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Paul took an Banana
INFO  [2017-08-09 01:51:34,148] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Mary took an Orange
INFO  [2017-08-09 01:51:34,148] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Paul took an Apple
INFO  [2017-08-09 01:51:34,164] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Mary took an Banana
INFO  [2017-08-09 01:51:34,164] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Paul took an Orange
INFO  [2017-08-09 01:51:34,164] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Mary took an Apple
INFO  [2017-08-09 01:51:34,164] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Paul took an Banana
INFO  [2017-08-09 01:51:34,164] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Mary took an Orange
INFO  [2017-08-09 01:51:34,164] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Paul took an Apple
INFO  [2017-08-09 01:51:34,164] com.hqq.concurrency.semaphone.Customer: Mary took an Banana
...

这篇关于设计模式 Concurrency 之 Semaphore 信号量的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/867450

相关文章

在JS中的设计模式的单例模式、策略模式、代理模式、原型模式浅讲

1. 单例模式(Singleton Pattern) 确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。 示例代码: class Singleton {constructor() {if (Singleton.instance) {return Singleton.instance;}Singleton.instance = this;this.data = [];}addData(value)

设计模式之工厂模式(通俗易懂--代码辅助理解【Java版】)

文章目录 1、工厂模式概述1)特点:2)主要角色:3)工作流程:4)优点5)缺点6)适用场景 2、简单工厂模式(静态工厂模式)1) 在简单工厂模式中,有三个主要角色:2) 简单工厂模式的优点包括:3) 简单工厂模式也有一些限制和考虑因素:4) 简单工厂模式适用场景:5) 简单工厂UML类图:6) 代码示例: 3、工厂方法模式1) 在工厂方法模式中,有4个主要角色:2) 工厂方法模式的工作流程

C#设计模式(1)——单例模式(讲解非常清楚)

一、引言 最近在学设计模式的一些内容,主要的参考书籍是《Head First 设计模式》,同时在学习过程中也查看了很多博客园中关于设计模式的一些文章的,在这里记录下我的一些学习笔记,一是为了帮助我更深入地理解设计模式,二同时可以给一些初学设计模式的朋友一些参考。首先我介绍的是设计模式中比较简单的一个模式——单例模式(因为这里只牵涉到一个类) 二、单例模式的介绍 说到单例模式,大家第一

漫谈设计模式 [12]:模板方法模式

引导性开场 菜鸟:老大,我最近在做一个项目,遇到了点麻烦。我们有很多相似的操作流程,但每个流程的细节又有些不同。我写了很多重复的代码,感觉很乱。你有啥好办法吗? 老鸟:嗯,听起来你遇到了典型的代码复用和维护问题。你有没有听说过“模板方法模式”? 菜鸟:模板方法模式?没听过。这是什么? 老鸟:简单来说,模板方法模式让你在一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤的实现延迟到子类中。这样,你可

漫谈设计模式 [9]:外观模式

引导性开场 菜鸟:老鸟,我最近在做一个项目,感觉代码越来越复杂,我都快看不懂了。尤其是有好几个子系统,它们之间的调用关系让我头疼。 老鸟:复杂的代码确实让人头疼。你有没有考虑过使用设计模式来简化你的代码结构? 菜鸟:设计模式?我听说过一些,但不太了解。你觉得我应该用哪个模式呢? 老鸟:听起来你的问题可能适合用**外观模式(Facade Pattern)**来解决。我们可以一起探讨一下。

设计模式大全和详解,含Python代码例子

若有不理解,可以问一下这几个免费的AI网站 https://ai-to.cn/chathttp://m6z.cn/6arKdNhttp://m6z.cn/6b1quhhttp://m6z.cn/6wVAQGhttp://m6z.cn/63vlPw 下面是设计模式的简要介绍和 Python 代码示例,涵盖主要的创建型、结构型和行为型模式。 一、创建型模式 1. 单例模式 (Singleton

漫谈设计模式 [6]:适配器模式

引导性开场 菜鸟:老鸟,我最近在项目中遇到一个问题,我们的系统需要集成一个新的第三方库,但这个库的接口和我们现有的代码完全不兼容。我该怎么办? 老鸟:这是个常见的问题,很多开发者都会遇到这种情况。你有没有听说过适配器模式? 菜鸟:适配器模式?没有,能详细说说吗? 老鸟:当然可以!这就是我们今天要讨论的主题。适配器模式是一个设计模式,可以帮助我们解决你现在遇到的问题。 渐进式介绍概念 老

2 观察者模式(设计模式笔记)

2 观察者模式(别名:发布-订阅) 概念 定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象状态发生变化时,所以依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。 模式的结构与使用 角色 主题(Subject)观察者(Observer)具体主题(ConcreteSubject)具体观察者(ConcreteObserver) 结构 Subject依赖于Observer最重要!!! package

1 单例模式(设计模式笔记)

1 单例模式 概述:使得一个类的对象成为系统中的唯一实例。 具体实现: 构造函数私有化 限制实例的个数 懒汉式(时间换空间) public class Singleton2 {public static Singleton2 singleton2;private Singleton2(){}public static Singleton2 getInstance() throws I

第三章 UML类图简介(设计模式笔记)

第三章 UML类图简介 3.1类 3.2接口 名字层必须有<> 3.3 泛化(继承)关系 箭头终点端指向父类(空心三角形) 3.4 关联(组合1)关系 B类是A类的成员变量 ,称A关联B。 箭头终点端指向B 3.5 依赖(组合2)关系 B类是A类的某个方法的参数 ,称A依赖B。 箭头终点端指向B(虚线) 3.6 实现关系 箭头终点端指向接口(虚线,空心