Java编程技巧(信号量,管道)

一、信号量

在进行多线程编程时，经常要使用同步互斥机构，但Java本身没有提供的同步互斥机构，仅提供了两个与同步互斥有关的方法：wait()和notify()，可以用来设计信号量类：mySemaphore，它是按照Dijkstra提出的计数信号量的思想设计的。

mySemaphore有两个最重要的成员方法：P()和V()。这两个方法实际就实现了信号量的P操作和V操作。具体描述如下：

public synchronized void P(){

semaphore--;

if(semaphore<0){

try{

wait();

}catch(InterruptedException ie){}

}

}

public synchronized void V(){

semaphore++;

if(semaphore<=0)

notify();

}

其中，semaphore变量记录了信号量的状态，wait()方法相当于block原语，用于阻塞线程的执行，notify()方法相当于wakeup原语，用于唤醒线程恢复运行。由于这两个方法定义为synchronized，这样java虚拟机可保证这两个方法的原子执行，从而实现了P、V操作。

二、管道

并发程序的多个线程之间的通讯通常是使用管道进行，jdk提供了两个管道类：PipedInpuStream和PipedOutputStream，前者用于输入，后者用于输出。这两种管道应该是能够多次连接和关闭，在实现过程中，却发现它们在关闭后，不能重新建立连接。经过仔细调试后，发现jdk的源代码在处理关闭时释放资源存在着缺陷，因此需要编写自己的管道类：MyPipedInputStream和MyPipedOutputStream。这两个类直接从InputStream和OutputStream继续而来，其成员方法与实现基本与PipedInputStream和PipedOutputStream一致，只是在处理关闭时，将类中的成员变量的值恢复成未连接时的初始值。另外，原有的管道了提供的管道容量只有1024个字节，在传输数据量较大时，可能会发生溢出，而在自己的管道类中可以任意设置管道容量，例如可以根据需要把管道容量设为64KB。以下仅给出了相应的关闭例程：

1．MyPipedInputStream

public void close() throws IOException {

in = -1;

out = 0;

closedByReader = true;

connected = false;

closed = true;

buffer = new byte[PIPE_SIZE];

}

2．MyPipedOutputStream

public void close() throws IOException {

if (sink != null) {

sink.receivedLast();

sink.closed = true;

}

sink = null;
connected = false;
}