Semaphore(一)

了解Semaphore

Semaphore是什么

semaphore是JUC包里的一个同步工具类，翻译成中文就是信号量，一个计数信号量。以下都是从文档中的理解：

概念上，Semaphore维护了一组许可证，在许可证可用之前阻塞acquire()方法；而许可证有可用之后，获取该许可证，立即从acquire()方法返回。而release()就使得有可用的许可证的方法，每个release()添加一个许可证，从而会释放一个正在阻塞等待acquire()的获取线程。

事实上，Semaphore里面并没有什么许可证对象。许可证只是我们在new一个Semaphore出来时，设置进去的int类型的数据(permit)

Semaphore通常用于限制访问某些资源的线程数目

该Semaphore在new的时候还有一个参数: boolean fair。该参数就是设置是否公平。

• 若fair为false，表示使用不公平的策略(在源码中表现为使用NonfairSync，这个是什么待会详细说说)。不公平策略意味着你在排队的时候，可能会被人插队，看起来非常不公平。同理一个线程在等待获取许可证，但是在你之后的线程却已经被调到队头，获取了许可证。
• 若fair为true，表示使用公平策略(在源码中表现为使用FairSync)。公平策略就是遵守FIFO(first-in, first-out)。在文档里有这样一个注意事项：Note that FIFO ordering necessarily applies to specific internal points of execution within these methods. So, it is possible for one thread to invoke {@code acquire} before another, but reach the ordering point after the other, and similarly upon return from the method.也就是说**FIFO会作用于在这些方法内(指的是用户的方法)的特定内部执行点，所以完全有可能就是一个线程A比另一个线程B更早地调用acquire()方法，但是这还没完，线程B知道自己一开始落后于别人，就努力争取比别人排队排的早一点，前一点。这样就出现了比线程B更早获取acquire()的A，排在了B后面，最后B比A更早获取一个许可证。

哦对了，tryAcquire()中无论你设置了什么样的策略，他都不会遵守，它是只要有可用的，就给你，体现了try嘛，随便试一下

源码浅析

由于Semaphore里面有比较多的方法，因此不再按以前的排版了(官方吐槽，以前排版的确看着有点乱2333333333333)

构造方法

// 如果不指定fair，则默认使用NonfairSync
public Semaphore(int permits) {
       sync = new NonfairSync(permits);
   }

   
   public Semaphore(int permits, boolean fair) {
       // 这里首先判断fair是true还是false，如果是true，则sync是FairSync，如果是false，则sync是NonfairSync。
       sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
   }

上面构造方法中，不指定fair参数，默认使用不公平策略(即抢占式)，当有也可以指定使用公平策略。那么在构造方法中就引出了FairSync和NonfairSync了，我们来看看

• FairSync

// FairSync	
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;
                int available = getState();
                int remaining = available - acquires;
                if (remaining < 0 ||
                    compareAndSetState(available, remaining))
                    return remaining;
            }
        }
    }

继承了Sync，重写了tryAcquireShared。tryAcquireShared不是Sync类的方法，而是Sync继承自AQS的方法，AQS里没有具体实现，让其子类实现。

• NonfairSync

// NonfairSync
static final class NonfairSync extends Sync {
       private static final long serialVersionUID = -2694183684443567898L;

       NonfairSync(int permits) {
           super(permits);
       }

       protected int tryAcquireShared(int acquires) {
           return nonfairTryAcquireShared(acquires);
       }
   }

//　上面NonfairSync中tryAcquireShared的nonfairTryAcquireShared方法，该方法在Sync中。
final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
           for (;;) {
               int available = getState();
               int remaining = available - acquires;
               if (remaining < 0 ||
                   compareAndSetState(available, remaining))
                   return remaining;
           }
       }

NonfairSync也是重写了AQS的tryAcquireShared方法。

• FairSync与NonfairSync的比较

// FairSync
		protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            for (;;) {
                if (hasQueuedPredecessors())
                    return -1;
                int available = getState();
                int remaining = available - acquires;
                if (remaining < 0 ||
                    compareAndSetState(available, remaining))
                    return remaining;
            }
        }
// NonfairSync
	final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
            for (;;) {
                int available = getState();
                int remaining = available - acquires;
                if (remaining < 0 ||
                    compareAndSetState(available, remaining))
                    return remaining;
            }
        }

从上面可以直观的看到FairSync与NonfairSync的区别。虽然就只有两行代码的区别，但是这两行意义不一样。FairSync之所以称为公平，就是会检查当前队列中，在你之前有没有别的线程在等待，如果有，说明你不是第一，不好意思，麻烦请排队，如果没有，说明你是第一，ok，这就从可用的给你你需要的许可证数量。而NonfairSync就是没有检查，直接给你你需要的许可证。

未完待续…