Semaphore自白:限流器用我就对了!

大家好,我是 Semaphore,我的中文名字叫“信号量”,我来自 JUC(java.util.concurrent)家族。

我们家族有很多优秀的成员,比如:CountDownLatch(等待其他线程都执行完再执行某线程),CyclicBarrier(循环阻塞一组线程,直到某个事件达成),当然我也不比他们弱哦 罒ω罒。

以下是我的个人简历,希望各位读者老爷们给个好评和三连,先在此谢过了~

基本信息

姓名:Semaphore

中文名:(计数)信号量

出生日期:JDK 1.5

籍贯:JUC(java.util.concurrent)

用途:Java 中的一个同步器,与 CountDownLatch 和 CyclicBarrier 不同,Semaphore 是用来管理许可证的,线程在调用 acquire() 方法时,如果没有许可证,那么线程就会阻塞等待,直到有许可证时才能继续执行。许可证使用 release() 方法来发布(发布一个许可证),调用 acquire() 方法时,如果有证书会减少许可证并继续执行后面的代码,如果没有证书只能阻塞等待许可证,而 Semaphore 在创建时会声明许可证的最大数量。

专业技能

我的专业技能就是“管理证书”,使用此技能可以轻松的实现「限流」功能

什么是限流?

比如五一小长假快到了,到那时会有大量的人去各个景区游玩,但是每个景区能容纳的人是有限的,比如大西安的大唐芙蓉园,它的日承载量是 6 万人次,也就是说每天最多能让 6 万来这里游玩,但五一的时候会来很多的人,比如突然来了 10 万人,那这个时候就只能「限流」排队等待入园了。

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也就说,大唐芙蓉园会让 6 万人先进去玩,剩余的人在门口等待排队,当有人从里面出来的时候,才允许另一个排队的人进去。工作人员会把人数始终控制在 6 万人以下,这样做的目的是为了让游玩的人有一个好的体验,不至于造成一些意外事故,比如踩踏事件什么的,一定程度上保证了社会的稳定,也便于景区良好的口碑建立和日后的正常运营,而这种排队限制最大人数的行为就是「限流」

再来举个例子,比如以车辆的限号来说,它也是限流的一种常见场景。这样做的好处,一方面是可以保护环境尽可能少一些碳排放,另一方面能有效的缓解上、下班高峰时段的拥堵情况。尤其是在大西安,很难想象如果不限号,那么会堵成什么样?(PS:让原本本不富裕的生活更是雪上加霜...)

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咱们再从生活中的事例回到程序当中,假设一个程序只能为 10W 人提供服务,突然有一天因为某个热点事件,造成了系统短时间内的访问量迅速增加到了 50W,那么导致的直接结果是系统崩溃,任何人都不能用系统了,显然只有少人数能用远比所有人都不能用更符合我们的预期,因此这个时候我们要使用「限流」了。

使用Semaphore实现限流

Semaphore 在创建的时候可以设置证书的数量,相当于设置了限流的最大值,再通过 release() 方法来发放证书,通过 acquire() 方法来阻塞并等待证书,这样就通过控制证书的方式来实现限流功能了。

项目经验

接下来,咱们使用代码的方式来演示 Semaphore 的使用。我们以停车场的限流为例,假设整个停车场只有 2 个车位(车位虽少,但足矣说明问题),但来停车的却有 5 辆车,显然车位不够用了,此时需要保证停车场最多只能有 2 辆车,接下来咱们使用 Semaphore 来实现车辆的限流功能,具体实现代码如下:

import java.util.Date; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.Semaphore; /** * Author:磊哥 * By:Java中文社群 */ public class SemaphoreExample { // 创建信号量 static Semaphore semaphore = new Semaphore(2); public static void main(String[] args) { // 创建 5 个固定的线程数 ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5); // 定义执行任务 Runnable runnable = new Runnable() { @Override public void run() { // 拿到当前线程的名称 String tname = Thread.currentThread().getName(); System.out.println(String.format("老司机:%s,停车场外排队,时间:%s", tname, new Date())); try { // 执行此行,让所有线程先排队等待进入停车场 Thread.sleep(100); // 执行阻塞 semaphore.acquire(); System.out.println(String.format("老司机:%s,已进入停车场,时间:%s", tname, new Date())); Thread.sleep(1000); System.out.println(String.format("老司机:%s,离开停车场,时间:%s", tname, new Date())); // 释放锁 semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }; // 执行任务 1 threadPool.submit(runnable); // 执行任务 2 threadPool.submit(runnable); // 执行任务 3 threadPool.submit(runnable); // 执行任务 4 threadPool.submit(runnable); // 执行任务 5 threadPool.submit(runnable); // 等线程池任务执行完之后关闭 threadPool.shutdown(); } }

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