Question

我想知道是否可以使用Semaphore来实现阻塞队列？

在下面的代码中，我使用一个Semaphore来保护关键部分，再使用两个Semaphore对象来跟踪空槽和填充对象的数量。

public class BlockingQueue {
  private List<Object> queue = new LinkedList<Object>();
  private int limit;
  private Semaphore slots; // semaphore for empty slots
  private Semaphore objs;  // semaphore for filled slots
  private Semaphore mutex; // for the critical section
  public BlockingQueue(int limit) {
    this.limit = limit;
    this.slots = new Semaphore(limit); // initial empty slot = capacity
    this.objs = new Semaphore(0);
    this.mutex = new Semaphore(1);
  }
  private void enqueue(Object o) throws InterruptedException {
    slots.acquire();
    mutex.acquire(); // critical section starts
    queue.add(o);
    mutex.release(); // critical section ends
    objs.release();
  }
  private Object dequeue() throws InterruptedException {
    objs.acquire();
    mutex.acquire(); // critical section starts
    Object o = queue.remove(0);
    mutex.release(); // critical section ends
    slots.release();
    return o;
  }
}

Answer 1

添加到之前的评论 - 我们可以同意您的代码有效（这是一个众所周知的算法），特别是您保护LinkedList是正确的，因为它不是内部线程安全的。

但是，如果将代码与java util实现进行比较http://grepcode.com/file_/repository.grepcode.com/java/root/jdk/openjdk/8u40-b25/java/util/concurrent/ArrayBlockingQueue.java/?v=source 它可能会提出一些要考虑的要点：

Google请讨论“ReentrantLock与Binary Semaphore”：他们都创建了互斥锁＆amp;保护关键部分，但前者更好地描述了您的意图，而且可能更容易进行日常维护。例如，同事程序员不能通过没有获取它的线程意外释放ReentrantLock
谷歌讨论“信号量与条件变量”：两者都允许你“等待某些东西变得可用”，但条件变量可能更普遍，而且你可以将所有条件绑定到一个锁（就像java util代码那样）。我认为这对性能有一些小的影响，加上你需要接近未来需求的方式，如中断，超时，崩溃。这不会使您的代码“错误”，这只是您需要考虑的事情。

Answer 2

如果没有测试，我会说这很有效。但是，每个release（）都会通知在acquire（）中阻塞的线程。因此，您实际上至少具有与重入锁定+条件相同的成本，可能更糟糕，因为有2个获取和2个release（）调用。

Answer 3

信号量是另一种实现互斥和同步的方式。二进制信号量或互斥锁可用于锁定和解锁临界区。通用信号量或计数信号量可用于跟踪空闲槽位和占用槽位。

我可以在Java中使用Semaphore实现阻塞队列吗？

3 个答案: