java并发：轻量级非阻塞信号量？答案

【问题标题】：java concurrency: lightweight nonblocking semaphore?java并发：轻量级非阻塞信号量？
【发布时间】：2011-03-22 17:13:21
【问题描述】：

我有一个回调，我想执行一次。为了争论，假设它看起来像这样：

final X once = new X(1);
Runnable r = new Runnable() {
    @Override public void run() {
        if (once.use())
           doSomething();
    }
}

其中 X 是一些具有以下行为的并发对象：

构造函数：X(int N) -- 分配 N 个使用许可
boolean use()：如果至少有1个使用许可，消费其中一个并返回true。否则返回假。这个操作对于多线程来说是原子的。

我知道我可以为此使用java.util.concurrent.Semaphore，但我不需要它的阻塞/等待方面，我希望这是一次性使用的东西。

AtomicInteger 看起来不够用，除非我做类似的事情

class NTimeUse {
   final private AtomicInteger count;
   public NTimeUse(int N) { this.count = new AtomicInteger(N); }
   public boolean use() {
       while (true)
       {
          int n = this.count.get();
          if (n == 0)
             return false;
          if (this.count.compareAndSet(n, n-1))
             return true;
       }
   }

我对 while 循环感到不安。

CountDownLatch 不起作用，因为 countDown() method 没有返回值，并且不能使用 getCount() 原子地执行。

我应该只使用 Semaphore 还是有更合适的类？

【问题讨论】：

你链接到java.util.concurrent.Semaphore而不是java.util.concurrent.CountDownLatch。
在哪里？我有两个超链接，它们看起来很合适。

标签： java countdownlatch

【解决方案1】：

如果是单一许可证，您可以使用AtomicBoolean：

final AtomicBoolean once = new AtomicBoolean(true);
Runnable r = new Runnable() {
    @Override public void run() {
        if (once.getAndSet(false))
           doSomething();
    }
}

如果您需要很多许可，请使用带有compareAndSet() 的解决方案。不用担心循环，getAndIncrement() 在幕后工作方式相同。

【讨论】：

【解决方案2】：

是的。 AtomicInteger 是非阻塞的。您可以使用 getAndDecrement()。

你可以使用类似的东西

if(counter.getAndDecrement() > 0) {
   // something
} else {
   counter.set(0);
}

如果你在递减和集合之间没有调用它 20 亿次，这将起作用。也就是说，您需要在这两个语句之间停止 20 亿个线程。

您可以再次使用 AtomicLong 来解决额外的偏执。

【讨论】：

...但是 getAndDecrement() 没有下限；我必须做很多小心的事情才能让它保持在零。
@Jason S，你为什么关心它是否低于零？如果您担心降频，可以使用 AtomicLong。
@Jason S，在这种情况下，答案是按照您的建议使用循环。无论如何，这就是 getAndDecrement() 的完成方式。
是的，我同意，我（个人）对非阻塞的定义似乎比通常的定义要严格得多。
@jrudolph 我对“快速”和“巨大”的定义似乎与大多数人不同。我同意在足够低的规模上，CAS 上的循环是阻塞操作。这比大多数开发人员想象的要低得多。

【解决方案3】：

// This implements an unfair locking scheme:
while ( mayContinue() ) {
    // acquire the permit and check if it was legally obtained
    if ( counter.decrementAndGet() > 0 )
        return true;
    // return the illegally acquired permit
    counter.incrementAndGet();
}
return false;

如果您发现许可是非法获得的，则将计数器设置回零会在另一个线程释放许可时产生竞争条件。这仅适用于最多有 2 或 3 个线程的情况。如果您有更多，则需要添加其他一些退避或锁定机制。

【讨论】：