Semaphore的工作原理及实例

 Semaphore是一种在多线程环境下使用的设施，该设施负责协调各个线程，以保证它们能够正确、合理的使用公共资源的设施，也是操作系统中用于控制进程同步互斥的量。Semaphore是一种计数信号量，用于管理一组资源，内部是基于AQS的共享模式。它相当于给线程规定一个量从而控制允许活动的线程数。

1.工作原理
        以一个停车场是运作为例。为了简单起见，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不受阻碍的进入，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，放入一辆，如果又离开两辆，则又可以放入两辆，如此往复。这个停车系统中，每辆车就好比一个线程，看门人就好比一个信号量，看门人限制了可以活动的线程。假如里面依然是三个车位，但是看门人改变了规则，要求每次只能停两辆车，那么一开始进入两辆车，后面得等到有车离开才能有车进入，但是得保证最多停两辆车。对于Semaphore类而言，就如同一个看门人，限制了可活动的线程数。

Semaphore主要方法：

1. Semaphore(int permits):构造方法，创建具有给定许可数的计数信号量并设置为非公平信号量。
2. Semaphore(int permits,boolean fair):构造方法，当fair等于true时，创建具有给定许可数的计数信号量并设置为公平信号量。
3. void acquire():从此信号量获取一个许可前线程将一直阻塞。相当于一辆车占了一个车位。
4. void acquire(int n):从此信号量获取给定数目许可，在提供这些许可前一直将线程阻塞。比如n=2，就相当于一辆车占了两个车位。
5. void release():释放一个许可，将其返回给信号量。就如同车开走返回一个车位。
6. void release(int n):释放n个许可。
7. int availablePermits()：当前可用的许可数。
    

先说它的构造方法：

//参数permits是许可的数量     public Semaphore(int permits) {         sync = new NonfairSync(permits);     }       //第二个参数是，是否是公平锁     /**      * Creates a {@code Semaphore} with the given number of      * permits and the given fairness setting.      *      * @param permits the initial number of permits available.      *        This value may be negative, in which case releases      *        must occur before any acquires will be granted.      * @param fair {@code true} if this semaphore will guarantee     //fair为true的时候，semaphore保证在竞争permits的时候先进先出，先获得许可先执行      *        first-in first-out granting of permits under contention,      *        else {@code false}      */     public Semaphore(int permits, boolean fair) {         sync = fair ? new FairSync(permits) : new NonfairSync(permits);     } 

公平信号量是指获得锁的顺序与线程启动的顺序有关，非公平信息量就是无关的了。
非公平信号量线程启动的顺序与调用semaphore.acquire()的顺序无关，也就是线程先启动了并不代表先获得许可。
公平与不公平通过Semaphore类的构造函数new Semaphore(int permits,boolean fair)的第二个参数fair决定。