聲明：本文是《 Java 7 Concurrency Cookbook》的第三章， 作者： Javier Fernández González 譯者：鄭玉婷

控制并發訪問多個資源

在并發訪問資源的控制中，你學習了信號量(semaphores)的基本知識。

在上個指南，你實現了使用binary semaphores的例子。那種semaphores是用來保護訪問一個共享資源的，或者說一個代碼片段每次只能被一個線程執行。但是semaphores也可以用來保護多個資源的副本，也就是說當你有一個代碼片段每次可以被多個線程執行。

在這個指南中，你將學習怎樣使用semaphore來保護多個資源副本。你將實現的例子會有一個print queue但可以在3個不同的打印機上打印文件。

準備

指南中的例子是使用 Eclipse IDE 來實現的。如果你使用Eclipse 或者其他的IDE，例如NetBeans, 打開并創建一個新的java任務。實現在控制并發訪問資源里描述的例子。

怎么做呢…

按照這些步驟來實現下面的例子：

//1. 如我們之前提到的，你將實現semaphores來修改print queue例子。打開PrintQueue類并聲明一個boolean array名為 freePrinters。這個array儲存空閑的等待打印任務的和正在打印文檔的printers。

private boolean freePrinters[];

//2. 接著，聲明一個名為lockPrinters的Lock對象。將要使用這個對象來保護freePrinters array的訪問。

private Lock lockPrinters;

//3. 修改類的構造函數并初始化新聲明的對象們。freePrinters array 有3個元素，全部初始為真值。semaphore用3作為它的初始值。

public PrintQueue(){

semaphore=new Semaphore(3);

freePrinters=new boolean[3];

for (int i=0; i<3; i++){

freePrinters[i]=true;

}

lockPrinters=new ReentrantLock();

}

//4. 修改printJob()方法。它接收一個稱為document的對象最為唯一參數。

public void printJob (Object document){

//5. 首先，調用acquire()方法獲得semaphore的訪問。由于此方法會拋出 InterruptedException異常，所以必須加入處理它的代碼。

try {

semaphore.acquire();

//6. 接著使用私有方法 getPrinter()來獲得被安排打印任務的打印機的號碼。

int assignedPrinter=getPrinter();

//7.然后， 隨機等待一段時間來實現模擬打印文檔的行。

long duration=(long)(Math.random()*10);

System.out.printf("%s: PrintQueue: Printing a Job in Printer%d during %d seconds\n",Thread.currentThread().getName(), assignedPrinter,duration);

TimeUnit.SECONDS.sleep(duration);

//8. 最后，調用release() 方法來解放semaphore并標記打印機為空閑，通過在對應的freePrinters array引索內分配真值。

freePrinters[assignedPrinter]=true;

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

semaphore.release();

}

//9. 實現 getPrinter() 方法。它是一個私有方法，返回一個int值，并不接收任何參數。

private int getPrinter() {

//10. 首先，聲明一個int變量來保存printer的引索值。

int ret=-1;

//11. 然后， 獲得lockPrinters對象 object的訪問。

try {

lockPrinters.lock();

//12. 然后，在freePrinters array內找到第一個真值并在一個變量中保存這個引索值。修改值為false，因為等會這個打印機就會被使用。

for (int i=0; i

if (freePrinters[i]){

ret=i;

freePrinters[i]=false;

break;

}

}

//13. 最后，解放lockPrinters對象并返回引索對象為真值。

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

} finally {

lockPrinters.unlock();

}

return ret;

//14. Job 和 Core 類不做任何改變。

它是怎么工作的…

在例子中的PrintQueue類的關鍵是：Semaphore對象創建的構造方法是使用3作為參數的。這個例子中，前3個調用acquire() 方法的線程會獲得臨界區的訪問權，其余的都會被阻塞 。當一個線程結束臨界區的訪問并解放semaphore時，另外的線程才可能獲得訪問權。

在這個臨界區，線程獲得被分配打印的打印機的引索值。例子的這部分讓例子更真實，而且它沒有使用任何與semaphores相關的代碼。以下的裁圖展示了這個例子的執行輸出：

每個文檔都被安排到第一個空閑的打印機打印。

更多…

The acquire(), acquireUninterruptibly(), tryAcquire(),和release()方法有一個外加的包含一個int參數的版本。這個參數表示 線程想要獲取或者釋放semaphore的許可數。也可以這樣說，這個線程想要刪除或者添加到semaphore的內部計數器的單位數量。在這個例子中acquire(), acquireUninterruptibly(), 和tryAcquire() 方法, 如果計數器的值小于許可值，那么線程就會被阻塞直到計數器到達或者大于許可值。

參見

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JAVA线程并发数量控制_线程同步工具（二）控制并发访问多个资源的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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