Semaphore简介

semaphore英文翻译为信号标，它是能控制允许多少线程去访问资源，也可以反馈线程在指定时间是否获得可执行权的信号，从而对这些超时未获取权力的线程做另行安排。

Semaphore使用场景

从简介中可以得知，semaphore可以限制并发访问数量，即为限流，像是微服务组件hystrix、sentinel等限流中间件都可使用此原理，当然随之而来，那些被限制通行的线程是被丢弃？还是去执行另外的流程，就是“降级服务”。

Semaphore使用demo

1、定义线程任务+降级服务

@Slf4j
public class DegradeTask extends Thread{Semaphore semaphore;public DegradeTask(Semaphore semaphore,String tname){super(tname);this.semaphore=semaphore;}public void run(){try {//tryAcquire尝试在500毫秒内获取执行权，并返回true/false反馈是否成功boolean b = semaphore.tryAcquire(500, TimeUnit.MILLISECONDS);//获取成功if(b){//执行任务log.info("{}线程在{}时间执行任务",Thread.currentThread().getName(),System.currentTimeMillis());Thread.sleep(200);//执行完任务需要释放权利，以供其他线程拿到执行权semaphore.release();//获取失败}else{//执行降级任务degrade();}}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}/*** 定义降级任务*/private void degrade(){log.info("降级服务");}}

2、模拟线程并发测试结果

public class TestMyTask {public static void main(String[] args) {//初始值为几？（就是限制几个线程同时执行，并行）Semaphore semaphore = new Semaphore(3);//模拟20个线程去抢执行权for (int i = 0; i < 20; i++) {new Thread(new DegradeTask(semaphore,"线程"+i)).start();}}
}

测试结果

[Thread-2] INFO testSemaphore.DegradeTask - Thread-2线程在1625380595501时间执行任务
[Thread-1] INFO testSemaphore.DegradeTask - Thread-1线程在1625380595501时间执行任务
[Thread-0] INFO testSemaphore.DegradeTask - Thread-0线程在1625380595501时间执行任务
[Thread-4] INFO testSemaphore.DegradeTask - Thread-4线程在1625380595709时间执行任务
[Thread-5] INFO testSemaphore.DegradeTask - Thread-5线程在1625380595709时间执行任务
[Thread-3] INFO testSemaphore.DegradeTask - Thread-3线程在1625380595709时间执行任务
[Thread-6] INFO testSemaphore.DegradeTask - Thread-6线程在1625380595910时间执行任务
[Thread-8] INFO testSemaphore.DegradeTask - Thread-8线程在1625380595910时间执行任务
[Thread-7] INFO testSemaphore.DegradeTask - Thread-7线程在1625380595910时间执行任务
[Thread-9] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务
[Thread-10] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务
[Thread-17] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务
[Thread-13] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务
[Thread-18] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务
[Thread-16] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务
[Thread-15] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务
[Thread-14] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务
[Thread-12] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务
[Thread-11] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务
[Thread-19] INFO testSemaphore.DegradeTask - 降级服务

semaphore源码解析

每个线程必须从semaphore获得一个许可，当线程执行完后，许可将被返回到池中，并向semaphore返回一个许可，允许另一个线程获得该许可。
请注意，在调用semaphore的acquire时不会持有同步锁，因为这将阻止将许可返回到池中。semaphore封装了限制对池的访问所需的同步，与维护池本身一致性所需的任何同步是分开的。
一个初始化为1的semaphore，它最多只有一个可用的许可，就可以作为一个互斥锁。这通常被称为二进制信号量，因为它只有两种状态:一种允许可用，或者不允许。当以这种方式使用时，二进制信号量具有一个属性(不像许多java.util.concurrent.lock Lock实现)，即“锁”可以由除所有者以外的线程释放(因为信号量没有所有权的概念)。这在某些特定的上下文中可能很有用，比如死锁恢复。
这个类的构造函数可选地接受公平性参数。
- 当设置为false时，该类不保证线程获取许可的顺序。特别地，是允许阻塞的，也就是说，一个调用acquire的线程可以在一个正在等待的线程之前被分配一个许可证——逻辑上，新线程将自己放在等待线程队列的头部。
- 当公平性设置为true时，信号量保证调用任何获取方法的线程会被选择，以其调用这些方法的顺序获得许可(先入先出;先进先出)。请注意，FIFO顺序必然适用于这些方法中特定的内部执行点。因此，一个线程可能在另一个线程之前调用acquire，但在另一个线程之后到达排序点，从方法返回时也是如此。还要注意，非定时的tryAcquire方法不遵守公平性设置，但会接受任何可用的许可。
- 通常，用于控制资源访问的信号量应该初始化为公平的，以确保没有线程因为访问资源而耗尽。当将信号量用于其他类型的同步控制时，非公平排序的吞吐量优势往往超过公平性考虑。
该类还提供了方便的方法来一次获取和释放多个许可。当这些方法在不确定公平的情况下使用时，要注意增加的无限期推迟的风险。

    static final class FairSync extends Sync {private static final long serialVersionUID = 2014338818796000944L;FairSync(int permits) {super(permits);}protected int tryAcquireShared(int acquires) {for (;;) {if (hasQueuedPredecessors())return -1;//*********state控制许可数量从而控制线程执行数量***开始***//int available = getState();int remaining = available - acquires;if (remaining < 0 ||compareAndSetState(available, remaining))return remaining;//*********state控制许可数量从而控制线程执行数量***结束***//}}}

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