Семафоры

При обычной блокировке доступ к ресурсу в любой момент времени разрешается только одной задаче. Семафор со счетчиком позволяет п задачам одновременно* обращаться к ресурсу. Можно считать, что семафор «выдает разрешения» на использование ресурса, хотя никаких реальных объектов разрешений в этой схеме нет.

В качестве примера рассмотрим концепцию пула объектов: объекты, входящие в пул, «выдаются» для использования, а затем снова возвращаются в пул после того, как пользователь закончит работу с ними. Эта функциональность инкапсулируется в параметризованном классе:

// concurrency/Pool java

// Использование Semaphore в Pool ограничивает количество // задач, которые могут использовать ресурс import java util concurrent *. import java util *,

public class Pool { private int size,

private List items = new ArrayList(); private volatile boolean[] checkedOut, private Semaphore available, public Pool(Class classObject, int size) { this.size = size, checkedOut = new boolean[size], available = new Semaphore(size, true); // Заполнение пула объектами for(int i =0, i < size, ++i) try {

// Предполагается наличие конструктора по умолчанию items add(classObject newInstanceO). } catch(Exception e) {

throw new RuntimeException(e);

}

}

public T checkout О throws InterruptedException { available acquireO; return getltemO,

}

public void checkIn(T x) { if(releaseltem(x))

available releasee);

}

private synchronized T getltemO {

for(int i =0; i < size, ++i) if(!checkedOut[i]) {

checkedOut[i] = true, return items get(i);

}

return null. // Семафор предотвращает переход в зту точку

}

private synchronized boolean releaseItem(T item) { int index = items indexOf(item). if(index == -1) return false; // Отсутствует в списке if(checkedOut[index]) {

checkedOut[index] = false, return true,

}

return false; // He был освобожден

}

В этой упрощенной форме конструктор использует newlnstance() для заполнения пула объектами. Если вам понадобится новый объект, вызовите check-Out(); завершив работу с объектом, передайте его checkln().

Логический массив checkedOut отслеживает выданные объекты. Для управления его содержимым используются методы getltem() и releaseltem(). В свою очередь, эти методы защищены семафором available, поэтому в checkOut() семафор available блокирует дальнейшее выполнение при отсутствии семафорных разрешений (то есть при отсутствии объектов в пуле). Метод checkln() проверяет действительность возвращаемого объекта, и, если объект действителен, разрешение возвращается семафору.

Для примера мы воспользуемся классом Fat. Создание объектов этого класса является высокозатратной операцией, а на выполнение конструктора уходит много времени:

//: concurrency/Fat java

// Объекты, создание которых занимает много времени

public class Fat {

private volatile double d. // Предотвращает оптимизацию private static int counter = 0. private final int id = counter++. public FatО {

// Затратная, прервываемая операция for(int i = 1: i < 10000; i++) {

d += (Math PI + Math.E) / (double)i.

}

}

public void operationO { System out println(this); } public String toStringO { return "Fat id: " + id; } } ///:-