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系统的资源是有限的,必须在不同的进程之间共享。资源必须在给定时间由一个进程使用,这称为进程同步。在Java中,信号量用于实现进程同步。Java中的信号量是一种线程同步构造,通过向线程发送信号并保护关键部分来避免线程之间的信号丢失。通过使用计数器,信号量管理对共享资源的访问。
什么是Java中的信号量?
Java中的信号量是用于管理并行运行的进程的变量。它是一个非负变量,表示系统中某个时间点可用的资源数量。通过使用计数器,信号量控制共享资源,以确保同时运行的线程能够访问资源并避免竞争条件。因此,信号量通过使用同步构造来保护关键部分。
信号量有两种类型:
1.计数信号量
信号量变量用可用资源的数量初始化。当进程需要获取共享资源时,将调用wait()函数,信号量的值将减少1。使用资源完成流程后,通过调用signal()函数将其释放。变量的值增加1。当信号量值为0时,所有资源都不可用,进程必须等待资源释放。
2.二进制信号量
在二进制信号量中,变量的值将是0或1。该值在开始时设置为1,如果进程想要使用共享资源,它可以调用wait()函数,值从1变为0。使用资源完成流程后,通过调用signal()函数将其释放。变量的值从0变为1。当信号量的值为0时,一个进程必须等待获取共享资源,该共享资源必须由个进程释放。
信号量是如何工作的?
信号量计数器的值为0或更高。
当计数器的值大于0时,允许线程访问共享资源,计数器值减少1。
否则,在获得许可之前,线程将被阻塞。
线程完成执行后,将释放不再需要的资源。释放资源后,计数器值将增加1。
等待获取相同资源的另一个线程现在可以获得访问该资源的许可。
如果计数器为0,则拒绝访问资源的权限
以下流程图说明了信号量的工作:
定时信号量
顾名思义,定时信号允许线程运行特定的时间。时间一过,所有权限都将被释放,计时器将被重置。
总结
java计数信号量用来控制访问某个特定资源的操作数量,或者同时执行某个指定操作的数量,还可以用来实现某种资源池,或者对容器施加边界。