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Semaphore 简介
本文将对Semaphore类中的全部方法进行案例式的实验，这样可以全面地了解此类提供类哪些核心功能。
此类的主要作用就是限制线程并发的数量，如果不限制线程并发的数量，CPU资源很快就会被耗尽，每个线程执行的任务是相当缓慢，因为CPU把时间片分配给不同的线程对象，而且上下文切换也要耗时，最终造成系统运行效率大幅降低，所以限制并发线程的数量还是非常有必要的。
Semaphore的同步性
类Semaphore所提供的功能完全就是sybchronized关键字的升级版，但它提供的功能更加的强大与方便，主要作用就是控制线程并发的数量，而这一点，单纯地使用synchronized是做不到的。
我们首先通过一个初步的案例来看看Semaphore类是如何实现限制线程并发数的。
图1
Thread-4 1522991382314开始执行！
Thread-4 1522991383318执行结束！
Thread-3 1522991383319开始执行！
Thread-3 1522991384324执行结束！
Thread-0 1522991384325开始执行！
Thread-0 1522991385327执行结束！
Thread-1 1522991385327开始执行！
Thread-1 1522991386329执行结束！
Thread-2 1522991386329开始执行！
Thread-2 1522991387331执行结束！
类Semaphore的构造函数参数permits是许可的意思，代表同一时间内，最多允许多少个线程同时执行acquire()和release()之间的代码。所以上面的示例中，最多允许1个线程执行acquire()和release()之间的代码，所以打印的结果就是5个线程是同步的。
其实还可以传入>1的许可，代表同一时间内，最多允许x个线程可以执行acquire()和release()之间的代码。
如果将上面示例中Semaphore的构造函数参数permits改为2：
图2
执行结果：
Thread-0 1522991932240开始执行！
Thread-4 1522991932240开始执行！
Thread-4 1522991933244执行结束！
Thread-0 1522991933244执行结束！
Thread-3 1522991933245开始执行！
Thread-1 1522991933245开始执行！
Thread-3 1522991934248执行结束！
Thread-1 1522991934248执行结束！
Thread-2 1522991934248开始执行！
Thread-2 1522991935253执行结束！
需要说明一下，对Semaphore类的构造方法传递的参数permits值如果大于1时，该类并不能保证线程安全性，因为还是有可能出现多个线程共同访问实例变量，导致出现脏数据的情况。
方法acquire(int permits)参数作用及动态添加permits许可数量
有参方法acquire(int permits)功能是没调用一次此方法，就使用x个许可。无参的acquire()作用是使用1个许可。
图3
执行结果：
Thread-2 1522993586620开始执行！
Thread-9 1522993586620开始执行！
Thread-6 1522993586620开始执行！
Thread-0 1522993586620开始执行！
Thread-1 1522993586620开始执行！
Thread-2 1522993587096执行结束！
Thread-8 1522993587097开始执行！
Thread-0 1522993587212执行结束！
Thread-8 1522993587212执行结束！
Thread-5 1522993587213开始执行！
Thread-3 1522993587212开始执行！
Thread-6 1522993587361执行结束！
Thread-4 1522993587362开始执行！
Thread-9 1522993587531执行结束！
Thread-7 1522993587531开始执行！
Thread-1 1522993587557执行结束！
Thread-3 1522993587949执行结束！
Thread-4 1522993587991执行结束！
Thread-5 1522993588139执行结束！
Thread-7 1522993588158执行结束！
代码中有10个许可，每次执行代码semaphore.acquire(2);时消耗掉2个，所有10/2=5，说明同一时间只有5个线程允许执行acquire()和release()之间的代码。
Semaphore类构造参数new Semaphore(5);中的5并不是最终的许可数，仅仅是初始的状态值。release(int permits)，可以动态添加permits的个数，无参release()作用是添加1个许可。
图4
执行结果：
0
6
10
方法availablePermits()和drainPermits()
availablePermits()返回此Semaphore对象中当前可用的许可数，此方法通常用于调试，因为许可的数量可能实时在改变，并不是固定的数量。
drainPermits()可获取并返回立即可用的所有许可个数，并且将可用许可置0。
图5
执行结果：
3
3
0 0
方法acquireUninterruptibly()的使用
方法acquireUninterruptibly()的作用是使等待进入acquire()方法的线程，不允许被中断。
图6
执行结果：
A开始执行！
main……end!
java.lang.InterruptedException
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireSharedInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:998)
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireSharedInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1304)
at java.util.concurrent.Semaphore.acquire(Semaphore.java:312)
at com.thread.Semaphore.SemaphoreTest$Service.test(SemaphoreTest.java:17)
at com.thread.Semaphore.SemaphoreTest$MyThread.run(SemaphoreTest.java:36)
A执行结束！
上面示例未使用acquireUninterruptibly()所以，在现在B等待进入许可的时候被成功中断了。如果将示例中代码改成使用acquireUninterruptibly()：
semaphore.acquireUninterruptibly();
执行结果：
A开始执行！
main……end!
A执行结束！
B开始执行！
B执行结束！
acquireUninterruptibly()方法还有重载的写法acquireUninterruptibly(int permits),此方法的作用是在等待许可的情况下不允许中断，如果成功获得锁，则取得制定的permits许可个数。
公平与非公平信号量测试
所谓的公平信号量是获得锁的顺序与线程启动的顺序有关，但不代表100%地获得信号量，仅仅是在概率上能得到保证。而非公平信号量就是无关的量。
图7
执行结果
Thread-2启动了！
Thread-0启动了！
Thread-1启动了！
Thread-4启动了！
Thread-3启动了！
Thread-2开始执行！
Thread-5启动了！
Thread-5开始执行！
Thread-1开始执行！
Thread-0开始执行！
Thread-4开始执行！
Thread-3开始执行！
更改Service代码如下：
private boolean isFair = true;
执行结果：
Thread-1启动了！
Thread-4启动了！
Thread-1开始执行！
Thread-2启动了！
Thread-0启动了！
Thread-3启动了！
Thread-5启动了！
Thread-4开始执行！
Thread-2开始执行！
Thread-0开始执行！
Thread-3开始执行！
Thread-5开始执行！
由此可见，非公平信号量允许的效果是线程启动的顺序与调用semaphore.acquire();的顺序无关，也就是线程先启动并不代表先获得许可。公平信号量的运行效果是线程启动的顺序与调用semaphore.acquire();的顺序有关，也就是先启动的线程优先获得许可。
方法tryAcquire()的使用
无参方法tryAcquire()的作用是尝试地获得1个许可，如果获取不到则返回false，此方法通常与if语句结合使用，其具有无阻塞的特点。无阻塞的特点可以使线程不至于在同步处一直持续等待的状态，如果if语句判断不成立则线程会继续走else语句，程序会继续向下运行。
执行结果：
A开始执行！
B未成功进入！
tryAcquire(int permits)的作用是尝试地获得x个许可，如果获取不到则返回false。
tryAcquire(long timeout,TimeUnit unit)的作用是在指定的时间内尝试地获得1个许可，如果获取不到则返回false。
tryAcquire(int permits,long timeout,TimeUnit unit)的作用是在指定时间内尝试地获得x个许可，如果获取不到则返回false
结束
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