zoukankan      html  css  js  c++  java
  • Semaphore源码解析

    Semaphore

    Semaphore信号量,许可,用于控制在一段时间内,可并发访问执行的线程数量,基于AQS实现。

    获取许可,支持公平和非公平模式,默认非公平模式。公平模式无论是否有许可,都会判断是否线程在排队,如果有线程排队,获取线程立即失败,进入排队;非公平模式无论许可是否充足,直接尝试获取许可。

    可用于网关限流,或者资源限制(如最大可发起连接数)。

    由于release()释放许可时,未对释放许可数做限制,所以可以通过该方法增加总的许可数量;reducePermits()方法可以减少总的许可数量,通过这两个方法可以达到动态调整许可的目的。

    内部类同步器

    abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        private static final long serialVersionUID = 1192457210091910933L;
    
        /**
         * 赋值state为总许可数
         */
        Sync(int permits) {
            setState(permits);
        }
    
        /**
         * 剩余许可数
         */
        final int getPermits() {
            return getState();
        }
    
        /**
         * 自旋 + CAS非公平获取
         */
        final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
            for (;;) {
                // 剩余可用许可数
                int available = getState();
                // 本次获取许可后,剩余许可
                int remaining = available - acquires;
                // 如果获取后,剩余许可大于0,则CAS更新剩余许可,否则获取失败失败
                if (remaining < 0 ||
                    compareAndSetState(available, remaining))
                    return remaining;
            }
        }
    
        /**
         * 自旋 + CAS 释放许可
         * 由于未对释放许可数做限制,所以可以通过release动态增加许可数量
         */
        protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
            for (;;) {
                // 当前剩余许可
                int current = getState();
                // 许可更新值
                int next = current + releases;
                // 如果许可更新值为负数,说明许可数量溢出,抛出错误
                if (next < current) // overflow
                    throw new Error("Maximum permit count exceeded");
                // CAS更新许可数量
                if (compareAndSetState(current, next))
                    return true;
            }
        }
    
        /**
         * 自旋 + CAS 减少许可数量
         */
        final void reducePermits(int reductions) {
            for (;;) {
                // 当前剩余许可
                int current = getState();
                // 更新值
                int next = current - reductions;
               	// 较少许可数错误,抛出异常
                if (next > current) // underflow
                    throw new Error("Permit count underflow");
                // CAS更新许可数
                if (compareAndSetState(current, next))
                    return;
            }
        }
    
        /**
         * 丢弃所有许可
         */
        final int drainPermits() {
            for (;;) {
                int current = getState();
                if (current == 0 || compareAndSetState(current, 0))
                    return current;
            }
        }
    }
    
    /**
     * 非公平模式
     */
    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);
        }
    }
    
    /**
     * 公平模式
     */
    static final class FairSync extends Sync {
        private static final long serialVersionUID = 2014338818796000944L;
    
        FairSync(int permits) {
            super(permits);
        }
    
        /**
         * 公平模式获取许可
         * 公平模式不论许可是否充足,都会判断同步队列中是否有线程在等地,如果有,获取失败,排队阻塞
         */
        protected int tryAcquireShared(int acquires) {
            for (;;) {
                // 如果有线程在排队,立即返回
                if (hasQueuedPredecessors())
                    return -1;
                // 自旋 + cas获取许可
                int available = getState();
                int remaining = available - acquires;
                if (remaining < 0 ||
                    compareAndSetState(available, remaining))
                    return remaining;
            }
        }
    }
    
    

    构造函数

    public Semaphore(int permits) {
        sync = new NonfairSync(permits);
    }
    
    /**
     * @param permits 总许可数
     * @param fair fair=true 公平锁  fair=false 非公平锁 
     */
    public Semaphore(int permits, boolean fair) {
        sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);
    }
    
    

    获取许可

    /**
     * 非公平模式获取许可	
     */
    public void acquire(int permits) throws InterruptedException {
        if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
        sync.acquireSharedInterruptibly(permits);
    }
    
    public final void acquireSharedInterruptibly(int arg)
        throws InterruptedException {
        if (Thread.interrupted())
            throw new InterruptedException();
        if (tryAcquireShared(arg) < 0) // 获取许可,剩余许可>=0,则获取许可成功,<0获取许可失败,进入排队
            doAcquireSharedInterruptibly(arg);
    }
    
    protected int tryAcquireShared(int acquires) {
        return nonfairTryAcquireShared(acquires);
    }
    
    /**
     * @return 剩余许可数量。非负数,获取许可成功,负数,获取许可失败
     */
    final int nonfairTryAcquireShared(int acquires) {
        for (;;) {
            int available = getState();
            int remaining = available - acquires;
            if (remaining < 0 ||
                compareAndSetState(available, remaining))
                return remaining;
        }
    }
    
    /**
     * 获取许可失败,当前线程进入同步队列,排队阻塞
     */
    private void doAcquireSharedInterruptibly(int arg)
        throws InterruptedException {
        // 创建同步队列节点,并入队
        final Node node = addWaiter(Node.SHARED);
        boolean failed = true;
        try {
            for (;;) {
                // 如果当前节点是第二个节点,尝试获取锁
                final Node p = node.predecessor();
                if (p == head) {
                    int r = tryAcquireShared(arg);
                    if (r >= 0) {
                        setHeadAndPropagate(node, r);
                        p.next = null; // help GC
                        failed = false;
                        return;
                    }
                }
                // 阻塞当前线程
                if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
                    parkAndCheckInterrupt())
                    throw new InterruptedException();
            }
        } finally {
            if (failed)
                cancelAcquire(node);
        }
    }
    

    释放归还许可

    /**
     * 释放归还许可
     */ 
    public void release(int permits) {
        if (permits < 0) throw new IllegalArgumentException();
        sync.releaseShared(permits);
    }
    
    public final boolean releaseShared(int arg) {
        // 归还许可成功
        if (tryReleaseShared(arg)) {
            // 
            doReleaseShared();
            return true;
        }
        return false;
    }
    
    /**
     * 释放许可
     * 由于未对释放许可数做限制,所以可以通过release动态增加许可数量
     */
    protected final boolean tryReleaseShared(int releases) {
        for (;;) {
            int current = getState();
            int next = current + releases;
            if (next < current) // overflow
                throw new Error("Maximum permit count exceeded");
            if (compareAndSetState(current, next))
                return true;
        }
    }
    
    private void doReleaseShared() {
        // 自旋,唤醒等待的第一个线程(其他线程将由第一个线程向后传递唤醒)
        for (;;) {
            Node h = head;
            if (h != null && h != tail) {
                int ws = h.waitStatus;
                if (ws == Node.SIGNAL) {
                    if (!compareAndSetWaitStatus(h, Node.SIGNAL, 0))
                        continue;            // loop to recheck cases
                    // 唤醒第一个等待线程
                    unparkSuccessor(h);
                }
                else if (ws == 0 &&
                         !compareAndSetWaitStatus(h, 0, Node.PROPAGATE))
                    continue;                // loop on failed CAS
            }
            if (h == head)                   // loop if head changed
                break;
        }
    }
    
  • 相关阅读:
    从.NET到Mono-记Kooboo CMS对Mono的兼容历程:二、大小写敏感问题,到处都是地雷
    发布NBear.Mapping 开源通用映射组件 V1.0.1.8 beta
    发布支持代理,以及解决登录可能出现异常的DotMSN(强烈建议改用MSNPSharp来开发)
    LumaQQ.NET 2008 更新
    从.NET到Mono-记Kooboo CMS对Mono的兼容历程:三、平台的兼容性
    网站架构资料收集整理 Virus
    项目团队技术个人(提拔篇) Virus
    [翻译].NET框架中的缓存 Virus
    培养我们的目标感 Virus
    使用Django来处理对于静态文件的请求 Virus
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/QullLee/p/12247743.html
Copyright © 2011-2022 走看看