Java信号量模型实际应用手册

Java信号量模型需要我们不断的进行学习，在学习的时候会有不少的问题阻碍着我们  。下面我们就来看看同步锁模型只是最简单的同步模型  。同一时刻，只有一个线程能够运行同步代码  。

有的时候，我们希望处理更加复杂的同步模型，比如生产者/消费者模型、读写同步模型等  。这种情况下，同步锁模型就不够用了  。我们需要一个新的模型  。这就是我们要讲述的Java信号量模型  。

Java信号量模型的工作方式如下：线程在运行的过程中，可以主动停下来，等待某个Java信号量模型的通知；这时候，该线程就进入到该信号量的待召（Waiting）队列当中；等到通知之后，再继续运行  。

很多语言里面，同步锁都由专门的对象表示，对象名通常叫Monitor  。同样，在很多语言中，Java信号量模型通常也有专门的对象名来表示，比如，Mutex，Semphore  。

Java信号量模型要比同步锁模型复杂许多  。一些系统中，信号量甚至可以跨进程进行同步  。另外一些信号量甚至还有计数功能，能够控制同时运行的线程数  。

我们没有必要考虑那么复杂的模型  。所有那些复杂的模型，都是最基本的模型衍生出来的  。只要掌握了最基本的信号量模型——“等待/通知”模型，复杂模型也就迎刃而解了  。

我们还是以Java语言为例  。Java语言里面的同步锁和Java信号量模型概念都非常模糊，没有专门的对象名词来表示同步锁和信号量，只有两个同步锁相关的关键字——volatile和synchronized  。

这种模糊虽然导致概念不清，但同时也避免了Monitor、Mutex、Semphore等名词带来的种种误解  。我们不必执着于名词之争，可以专注于理解实际的运行原理  。

在Java语言里面，任何一个Object Reference都可以作为同步锁  。同样的道理，任何一个Object Reference也可以作为Java信号量模型  。

Object对象的wait()方法就是等待通知，Object对象的notify()方法就是发出通知  。

具体调用方法为

（1）等待某个Java信号量模型的通知

public static final Object signal = new Object();

… f1() {

synchronized(singal) { // 首先我们要获取这个信号量  。这个信号量同时也是一个同步锁

// 只有成功获取了signal这个信号量兼同步锁之后，我们才可能进入这段代码

signal.wait(); // 这里要放弃信号量  。本线程要进入signal信号量的待召（Waiting）队列

// 可怜  。辛辛苦苦争取到手的Java信号量模型，就这么被放弃了

// 等到通知之后，从待召（Waiting）队列转到就绪（Ready）队列里面

// 转到了就绪队列中，离CPU核心近了一步，就有机会继续执行下面的代码了  。

// 仍然需要把signal同步锁竞争到手，才能够真正继续执行下面的代码  。命苦啊  。

需要注意的是，上述代码中的signal.wait()的意思  。signal.wait()很容易导致误解  。signal.wait()的意思并不是说，signal开始wait，而是说，运行这段代码的当前线程开始wait这个signal对象，即进入signal对象的待召（Waiting）队列  。

（2）发出某个Java信号量模型的通知

… f2() {

synchronized(singal) { // 首先，我们同样要获取这个信号量  。同时也是一个同步锁  。

// 只有成功获取了signal这个信号量兼同步锁之后，我们才可能进入这段代码

signal.notify(); // 这里，我们通知signal的待召队列中的某个线程  。

// 如果某个线程等到了这个通知，那个线程就会转到就绪队列中

// 但是本线程仍然继续拥有signal这个同步锁，本线程仍然继续执行

// 嘿嘿，虽然本线程好心通知其他线程，

// 但是，本线程可没有那么高风亮节，放弃到手的同步锁

// 本线程继续执行下面的代码

需要注意的是，signal.notify()的意思  。signal.notify()并不是通知signal这个对象本身  。而是通知正在等待signal信号量的其他线程  。

以上就是Object的wait()和notify()的基本用法  。

实际上，wait()还可以定义等待时间，当线程在某Java信号量模型的待召队列中，等到足够长的时间，就会等无可等，无需再等，自己就从待召队列转移到就绪队列中了  。

另外，还有一个notifyAll()方法，表示通知待召队列里面的所有线程  。这些细节问题，并不对大局产生影响  。