在java中，使用了synchronized關(guān)鍵字和Lock鎖實(shí)現(xiàn)了資源的并發(fā)訪問(wèn)控制，在同一時(shí)間只允許唯一了線程進(jìn)入臨界區(qū)訪問(wèn)資源(讀鎖除外)，這樣子控制的主要目的是為了解決多個(gè)線程并發(fā)同一資源造成的數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題。在另外一種場(chǎng)景下，一個(gè)資源有多個(gè)副本可供同時(shí)使用，比如打印機(jī)房有多個(gè)打印機(jī)、廁所有多個(gè)坑可供同時(shí)使用，這種情況下，Java提供了另外的并發(fā)訪問(wèn)控制--資源的多副本的并發(fā)訪問(wèn)控制，今天使用的Semaphore即是其中的一種。

Java通過(guò)代碼模擬高并發(fā)可以以最快的方式發(fā)現(xiàn)我們系統(tǒng)中潛在的線程安全性問(wèn)題，此處使用Semaphore（信號(hào)量）和 CountDownLatch（閉鎖）搭配ExecutorService（線程池）來(lái)進(jìn)行模擬，主要介紹如下：

1、Semaphore

JDK 1.5之后會(huì)提供這個(gè)類(lèi)

Semaphore是一種基于計(jì)數(shù)的信號(hào)量。它可以設(shè)定一個(gè)閾值，基于此，多個(gè)線程競(jìng)爭(zhēng)獲取許可信號(hào)，做完自己的申請(qǐng)后歸還，超過(guò)閾值后，線程申請(qǐng)?jiān)S可信號(hào)將會(huì)被阻塞。Semaphore可以用來(lái)構(gòu)建一些對(duì)象池，資源池之類(lèi)的，比如數(shù)據(jù)庫(kù)連接池，我們也可以創(chuàng)建計(jì)數(shù)為1的Semaphore，將其作為一種類(lèi)似互斥鎖的機(jī)制，這也叫二元信號(hào)量，表示兩種互斥狀態(tài)。

2、CountDownLatch

 JDK 1.5之后會(huì)提供這個(gè)類(lèi)，

CountDownLatch這個(gè)類(lèi)能夠使一個(gè)線程等待其他線程完成各自的工作后再執(zhí)行。例如，應(yīng)用程序的主線程希望在負(fù)責(zé)啟動(dòng)框架服務(wù)的線程已經(jīng)啟動(dòng)所有的框架服務(wù)之后再執(zhí)行。

CountDownLatch是通過(guò)一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，計(jì)數(shù)器的初始值為線程的數(shù)量。每當(dāng)一個(gè)線程完成了自己的任務(wù)后，計(jì)數(shù)器的值就會(huì)減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器值到達(dá)0時(shí)，它表示所有的線程已經(jīng)完成了任務(wù)，然后在閉鎖上等待的線程就可以恢復(fù)執(zhí)行任務(wù)。

如下圖：

以上兩個(gè)類(lèi)可以搭配使用，達(dá)到模擬高并發(fā)的效果，以下使用代碼的形式進(jìn)行舉例：

package modules;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
public class CountExample {
  // 請(qǐng)求總數(shù)
  public static int clientTotal = 5000;
  // 同時(shí)并發(fā)執(zhí)行的線程數(shù)
  public static int threadTotal = 200;
  public static int count = 0;
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
    //信號(hào)量，此處用于控制并發(fā)的線程數(shù)
    final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
    //閉鎖，可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器遞減
    final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
    for (int i = 0; i < clientTotal ; i++) {
      executorService.execute(() -> {
        try {
         //執(zhí)行此方法用于獲取執(zhí)行許可，當(dāng)總計(jì)未釋放的許可數(shù)不超過(guò)200時(shí)，
         //允許通行，否則線程阻塞等待，直到獲取到許可。
          semaphore.acquire();
          add();
          //釋放許可
          semaphore.release();
        } catch (Exception e) {
          //log.error("exception", e);
          e.printStackTrace();
        }
        //閉鎖減一
        countDownLatch.countDown();
      });
    }
    countDownLatch.await();//線程阻塞，直到閉鎖值為0時(shí)，阻塞才釋放，繼續(xù)往下執(zhí)行
    executorService.shutdown();
    log.info("count:{}", count);
  }
  private static void add() {
    count++;
  }
}

如上方法模擬5000次請(qǐng)求，同時(shí)最大200個(gè)并發(fā)操作，觀察最后的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)每次的結(jié)果都有差別，和預(yù)期不符，得出結(jié)果部分如下：

22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:4997
22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000
22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:4995
22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:4998

最后結(jié)論：add 方法 非線程安全

那如何保證add方法 線程安全，將add方法進(jìn)行如下修改即可：

private static void add() {
   count.incrementAndGet();
}

執(zhí)行結(jié)果如下：

22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000
22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000
22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000
22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000
22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000
22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000
22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000
22:18:26.449 [main] INFO modules.CountExample - count:5000

最后結(jié)論：修改后 的  add 方法 線程安全

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