java进阶：15.4 多线程 - 信号量、原子操作

最新推荐文章于 2025-03-31 19:07:06 发布

桃子味的梨

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分类专栏： Java 基础

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本文介绍了Java多线程中的信号量和原子操作概念。信号量用于控制对公共资源的访问，通过acquire()和release()方法实现许可的获取与释放。原子操作如i++并非线程安全，而Java中的AtomicInteger类提供线程安全的自增等原子性操作，确保在多线程环境下正确执行。

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1. 信号量

计算机科学中，信号量指对共同资源进行访问控制的对象。在访问资源之前，线程必须从信号量获取许可。在访问完资源之后，这个线程必须将许可返回给信号量。

为了创建信号量，必须确定许可的数量，同时可选用公平策略。任务通过调用信号量的acquire() 方法来获得许可，通过调用信号量的release()方法来释放许可。一旦获得许可，信号量中可用许可的总数减1。一旦许可被释放，信号量中可用许可的总数加1。

	private static Semaphore = new Semaphore(1);
	...
	public void deposit(int amount){
		try{
		     semaphore.acquire();
		     ...
		 }
		 catch(InterruptedException ex){
		 }

		finally{
			semaphore.release();
		}

2. 原子操作

所谓的原子性操作即 不可中断的操作，比如赋值操作 int i = 5;

原子性操作本身是线程安全的，但是 i++ 这个行为，事实上是有3个原子性操作组成的。
步骤 1. 取 i 的值
步骤 2. i + 1
步骤 3. 把新的值赋予i
这三个步骤，每一步都是一个原子操作，但是合在一起，就不是原子操作。就不是线程安全的。

换句话说，一个线程在步骤1 取 i 的值结束后，还没有来得及进行步骤2，另一个线程也可以取 i 的值了。

i++ ，i–， i = i+1 这些都是非原子性操作。
只有int i = 1,这个赋值操作是原子性的。

3. AtomicInteger

JDK6 以后，新增加了一个包 java.util.concurrent.atomic，里面有各种原子类，比如 AtomicInteger。

而 AtomicInteger 提供了各种自增，自减等方法，这些方法都是原子性的。换句话说，自增方法 incrementAndGet 是线程安全的，同一个时间，只有一个线程可以调用这个方法。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class TestThread {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    	AtomicInteger atomicI =new AtomicInteger();
    	int i = atomicI.decrementAndGet();
    	int j = atomicI.incrementAndGet();
    	int k = atomicI.addAndGet(3); 	
    }  
}