obsidian-sync/日常学习/java基础/并发编程/Semaphore-信号量.md

信号量是一种变量或抽象数据类型，用于控制并发系统中多个进程对公共资源的访问。
以一个停车场的运作为例。简单起见，假设停车场只有三个车位，一开始三个车位都是空的。这时如果同时来了五辆车，看门人允许其中三辆直接进入，然后放下车拦，剩下的车则必须在入口等待，此后来的车也都不得不在入口处等待。这时，有一辆车离开停车场，看门人得知后，打开车拦，放入外面的一辆进去，如果又离开两辆，则又可以放入两辆，如此往复。 在这个停车场系统中，车位是公共资源，每辆车好比一个线程，**看门人**起的就是信号量的作用。

Semaphore是Java多线程兵法中的一种JDK内置同步器，通过它可以实现多线程对公共资源的并发访问控制。一个线程在进入公共资源时需要先获取一个许可，如果获取不到许可则要等待其它线程释放许可，每个线程在离开公共资源时都会释放许可。其实可以将Semaphore看成一个计数器，当计数器的值小于许可最大值时，所有调用acquire方法的线程都可以得到一个许可从而往下执行。而调用release方法则可以让计数器的值减一。

## 一、信号量的分类

+ 计数信号量：信号量是一个任意的整数
+ 二值信号量：只有二进制的0或1（互斥锁）
## 二、信号量的工作机制

信号量的值表示用于控制并发系统中多个进程对公共资源的访问，只有P/V操作能够修改信号量的值

P（pass）：
+ 完成一次wait()，信号量值减一，如果新的信号量值大于0，则进入临界区
+ 
+ 如果新的信号量的值小于0，那么该进程将被阻塞（被添加到semaphor的等待进程队列里面waiting queue）


V（release）：
+ 完成一次signal()，信号量值加一，如果递增之前，semaphore的值小于0（表示有进程正在等待获取资源），从waiting queue中挑选一个进程到ready queue里面

## 三、案例

多线程交替打印,当semaphore初始化为1时，调用first.acquire()方法可以进入临界区执行后续代码。当sec.release()执行时，sec会加1，因此bar（）中的sec.acquire() 方法不会阻塞。
![[Pasted image 20231114173941.png]]


## 四、原理

基于AQS的共享模式实现，参考[[锁#五、AQS]]