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JUC怎么模拟AND型信号量(and,juc,编程语言)

时间：2024-05-08 19:23:06 作者 : 石家庄SEO 分类 : 编程语言

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JUC怎么模拟AND型信号量

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摘要：接下来，请跟着小编一起来学习吧！/p><p><strong>1.一个错误示例</strong></p><p>在这里，首先解释一下，为了满足线程申请信号量不成功后将进程阻塞，并插入到对应的队列中，所以使用了ReentrantLock+Condition来实现Swait方法。废话不多说，直接上代码：</p><pre&g... ...

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接下来，请跟着小编一起来学习吧！/p><p><strong>1.一个错误示例</strong></p><p>在这里，首先解释一下，为了满足线程申请信号量不成功后将进程阻塞，并插入到对应的队列中，所以使用了ReentrantLock+Condition来实现Swait方法。废话不多说，直接上代码：</p><pre>//数据定义staticLocklock=newReentrantLock();staticConditioncondition1=lock.newCondition();staticConditioncondition2=lock.newCondition();publicstaticvoidSwait(Stringid,Semaphores1,Semaphores2)throwsInterruptedException{lock.tryLock(1,TimeUnit.SECONDS);log.info("当前的两个信号量的状态：【{},{}】",s1.availablePermits(),s2.availablePermits());//availablePermits可获取到信号量中还剩余的值if(s1.availablePermits()<1||s2.availablePermits()<1){if(s1.availablePermits()<1){log.info("线程【{}】被挂起到信号量【{}】中",id,s1);//阻塞，并插入到condition1的阻塞队列中condition1.await();}else{log.info("线程【{}】被挂起到信号量【{}】中",id,s2);//阻塞，并插入到condition2的阻塞队列中condition2.await();}log.info("被挂起的线程【{}】被唤醒执行。",id);}else{log.info("为线程【{}】分配资源！",id);s1.acquire();s2.acquire();}lock.unlock();}publicstaticvoidSsignal(Semaphores1,Semaphores2)throwsInterruptedException{log.info("线程【{}】执行了释放资源",id);lock.tryLock(1,TimeUnit.SECONDS);s1.release();s2.release();//唤醒等待队列中的线程condition.signal();lock.unlock();}</pre><p>大家仔细看上面的代码，这个也是我刚开始写的代码，第一眼看似乎是没什么问题，但是里面隐藏着一个坑，在Swait方法中，调用condition1.await()，此时线程被阻塞在这一行中，但是当被别的线程(调用Ssignal)唤醒时，在被阻塞的下一行开始继续执行，但是在后续的代码里，是没有去申请信号量的，而是直接就Swait成功了，这样在执行Ssignal时就会导致信号量凭空的增加了，也就无法正确的表征系统中的资源数量了。</p><p><strong>2.一个简单的示例</strong></p><p>下面我们就对代码进行优化，大家可以回顾一下AND型信号量，当其因为资源不足时，需要将线程插入到第一个无法满足条件(即Si<1)的信号量对应的等待队列中，并且将程序计数器放置到Swait操作的开始处，所以我们对Swait代码进行修改如下：</p><pre>publicstaticvoidSwait(Stringid,Semaphores1,Semaphores2)throwsInterruptedException{lock.tryLock(1,TimeUnit.SECONDS);log.info("当前的两个信号量的状态：【{},{}】",s1.availablePermits(),s2.availablePermits());//如果申请不到，就挂起线程，并将线程插入到condition的队列中while(s1.availablePermits()<1||s2.availablePermits()<1){if(s1.availablePermits()<1){log.info("线程【{}】被挂起到信号量【{}】中",id,s1);condition1.await();}else{log.info("线程【{}】被挂起到信号量【{}】中",id,s2);condition2.await();}log.info("被挂起的线程【{}】被唤醒执行。",id);}log.info("为线程【{}】分配资源！",id);s1.acquire();s2.acquire();lock.unlock();}</pre><p>在上面的代码中，我们将请求的资源放到一个循环条件中，以满足将程序计数器放置到Swait操作的开始处，在每次被唤醒后都要重新判断资源是否足够，如果足够才跳出循环，否则就再次自我阻塞。</p><p><strong>3.一个可以同时申请N个的Swait操作</strong></p><p>如果你知道了信号量的种类数(系统中的资源类型)，其实上面的代码已经可以满足一定的需要了，只需要我们将所有的信号量写入到参数列表中即可。但是对于致力于代码的复用，这里就有些差强人意了，因此我们再次对代码进行改进，代码如下所示：</p><pre>publicstaticvoidSwait(Stringid,Semaphore...list)throwsInterruptedException{lock.lock();//如果资源不足，就挂起线程，并将线程插入到condition的队列中while(true){intcount=0;//循环判断参数列表中信号量的可用值for(Semaphoresemaphore:list){if(semaphore.availablePermits()>0){count++;}}//如果资源都满足，则跳出循环，进行资源分配if(count==list.length){break;}log.info("线程【{}】被挂起-----",id);//将当前线程阻塞condition1.await();log.info("被挂起的线程【{}】被唤醒执行。",id);}log.info("为线程【{}】分配资源！",id);//分配资源for(Semaphoresemaphore:list){semaphore.acquire();}lock.unlock();}publicstaticvoidSsignal(Stringid,Semaphore...list)throwsInterruptedException{log.info("线程【{}】执行了释放资源",id);lock.tryLock(1,TimeUnit.SECONDS);//循环释放信号量for(Semaphoresemaphore:list){semaphore.release();}//唤醒等待队列中的线程condition.signal();lock.unlock();}</pre><p>为此，我们将方法中的信号量列表改为可变的参数列表，这样在传参的时候就可以方便的进行了，但是也会存才一些问题，比如无法约束“借出”与“归还”的信号量的数量是否一致。并且因为信号量的数量不定，所以无法为每个信号量新建一个条件变量(Condition)，因此在上面的代码中所有的信号量公用一个条件变量，所有阻塞的线程都插入在其阻塞队列中。</p><p><strong>4.一个完整的例子</strong></p><p>这里我们使用一个经典的进程同步问题来演示我们使用Java模拟的AND型信号量，在这里，我们采用生产者&ndash;消费者问题来演示，完整的代码如下：</p><pre>//用来保证互斥的访问临界区(缓存区)staticfinalSemaphoremutex=newSemaphore(1);//缓冲区，最大容量为50staticList<Integer>buffer=newArrayList<>();//缓冲区中还可放入的消息数量staticfinalSemaphoreempty=newSemaphore(50);//缓冲区中的消息数量staticfinalSemaphorefull=newSemaphore(0);//可重入锁和条件变量staticLocklock=newReentrantLock();staticConditioncondition=lock.newCondition();//用与辅助的简单的生成消息staticIntegercount=0;//生产者staticclassProducerextendsThread{Producer(Stringname){super.setName(name);}@Overridepublicvoidrun(){do{try{Swait(this.getName(),mutex,empty);log.info("生产了一条消息：【{}】",count);buffer.add(count++);Thread.sleep(1000);Ssignal(this.getName(),mutex,full);}catch(InterruptedExceptione){log.error("生产消息时产生异常！");}}while(true);}}//消费者staticclassConsumerextendsThread{Consumer(Stringname){super.setName(name);}@Overridepublicvoidrun(){do{try{Swait(this.getName(),mutex,full);log.info("消费了一条消息：【{}】",buffer.remove(0));Thread.sleep(1000);Ssignal(this.getName(),mutex,empty);}catch(InterruptedExceptione){log.error("消费消息时产生异常！");}}while(true);}}publicstaticvoidSwait(Stringid,Semaphore...list)throwsInterruptedException{lock.lock();//如果资源不足，就挂起线程，并将线程插入到condition的队列中while(true){intcount=0;for(Semaphoresemaphore:list){if(semaphore.availablePermits()>0){count++;}}if(count==list.length){break;}log.info("线程【{}】被挂起",id);condition.await();log.info("被挂起的线程【{}】被唤醒执行。",id);}log.info("为线程【{}】分配资源！",id);for(Semaphoresemaphore:list){semaphore.acquire();}lock.unlock();}publicstaticvoidSsignal(Stringid,Semaphore...list)throwsInterruptedException{log.info("线程【{}】执行了释放资源",id);lock.tryLock(1,TimeUnit.SECONDS);for(Semaphoresemaphore:list){semaphore.release();}//唤醒等待队列中的一个线程condition.signal();lock.unlock();}publicstaticvoidmain(String[]args){Producerp1=newProducer("p1");Consumerc1=newConsumer("c1");p1.start();c1.start();}</pre

上面代码都是可以直接执行的，如果不需要使用参数列表，可以将上面的Swait方法进行替换即可(记得创建对应的条件变量)。

本文：JUC怎么模拟AND型信号量的详细内容，希望对您有所帮助，信息来源于网络。

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