Java中的互斥量和信号量是什么?主要区别是什么?


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信号量可以计数,而互斥量只能计数为1。

假设您正在运行一个接受客户端连接的线程。该线程可以同时处理10个客户端。然后,每个新客户端将信号量设置为达到10。当信号量具有10个标志时,您的线程将不接受新连接

互斥锁通常用于保护物品。假设您的10个客户端可以访问系统的多个部分。然后,您可以使用互斥锁保护系统的一部分,因此当1个客户端连接到该子系统时,其他任何人都不能访问。您也可以为此使用信号量。互斥锁是“互斥信号量”


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这不是真的。同一线程可以多次进入同一个互斥锁,因此需要保持一个计数,以确保入口和出口之间的平衡。
finnw

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@finnw,通常有两种互斥类型,即递归和非递归。Java默认情况下是否使用递归类型?
edA-qa mort-ora-y

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@ edA-qa mort-ora-y,Java VM或API规范中未使用“ Mutex”一词,因此我假设它是指内置于每个对象中的监视器,这也类似于称为Mutex的Win32对象。同样适用于ReentrantLock。所有这些都是递归的。我不知道任何非递归互斥体的“实际”示例(我仅在教科书中看到过它们),因此我没有考虑它们。
finnw 2011年

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非递归互斥锁可以通过使用计数为1的信号量来实现。如果要防止递归调用,这将很有用。这有实际用途,我曾在大型项目中亲自使用过它来检测初始化代码中的循环(A初始化B,然后再次尝试初始化A)。
2011年

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在C ++ 11(C ++ 0x)标准中,互斥锁是非递归的。它们还为需要的人提供了单独的“ recursive_mutex”。我知道我们在这里谈论Java,但是现在我们很多人都在跨语言编码。
Aditya Kumar Pandey

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不幸的是,每个人都错过了信号量和互斥量之间最重要的区别。“ 所有权 ” 的概念。

信号量没有所有权的概念,这意味着任何线程都可以释放信号量(这本身可能导致很多问题,但可以帮助“死亡检测”)。互斥锁确实具有所有权的概念(即,您只能释放已获取的互斥锁)。
所有权对于并发系统的安全编程非常重要。我总是建议您优先使用互斥锁而不是信号量(但会影响性能)。

互斥对象还可以支持优先级继承(可以帮助解决优先级倒置问题)和递归(消除一种类型的死锁)。

还应该指出的是,存在“二进制”信号量和“计数/通用”信号量。Java的信号量是一个计数信号量,因此允许使用大于1的值对其进行初始化(而正如所指出的,互斥量只能在概念上计数为1)。其他职位也指出了这一点的用处。

综上所述,除非您有多个资源要管理,否则我总是建议在信号量上使用互斥量。


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Feabhas的答案非常重要-互斥锁检查试图释放该互斥锁的线程实际拥有它。我将其作为面试问题,因此值得记住。
安德鲁·帕特,

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互斥体基本上是互斥的。一次只有一个线程可以获取资源。当一个线程获取资源时,直到拥有该资源的线程释放之前,不允许其他线程获取资源。所有等待获取资源的线程都将被阻塞。

信号量用于控制执行的线程数。将有一组固定的资源。每当线程拥有相同资源时,资源计数将减少。当信号量计数达到0时,则不允许其他线程获取资源。线程将被阻塞,直到拥有资源的其他线程释放为止。

简而言之,主要区别是允许有多少个线程一次获取资源?

  • 互斥锁-它是一个。
  • 信号量-其DEFINED_COUNT,(与信号量一样多)

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互斥锁用于对资源的串行访问,而信号量则用于限制对资源的访问(最多设置一个数字)。您可以将互斥锁视为访问计数为1的信号量。无论您将信号量计数设置为什么,线程都可以在阻塞资源之前访问资源。



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互斥锁通常称为二进制信号量。虽然可以使用任何非零计数创建信号量,但互斥量在概念上是计数上限为1的信号量。



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信号量

计数信号量。从概念上讲,信号量维护一组许可证。acquire()如果需要,每个块都会阻塞,直到获得许可为止,然后再获得许可。每个都release()添加一个许可证,有可能释放阻止收购方。但是,没有使用实际的许可对象。信号量只是保持可用数量的计数并采取相应措施。

与无法访问某些(物理或逻辑)资源相比,信号量通常用于限制线程数

Java没有内置的Mutex API。但是可以将其实现为二进制信号量。

初始化为一个的信号量可以被用作互斥锁,该信号量最多只能使用一个许可。这通常被称为二进制信号量,因为它只有两种状态:一个许可可用,或者零许可可用。

以这种方式使用时,二进制信号量具有属性(与许多Lock实现不同),该“锁”可以由所有者以外的线程释放(因为信号量没有所有权概念)。这在某些特殊情况下(例如死锁恢复)很有用。

因此,信号量和互斥量之间的主要区别是:

  1. 信号量限制线程通过许可访问资源的数量。Mutex仅允许一个线程访问资源。

  2. 没有线程拥有信号量。线程可以通过调用acquire()release()方法来更新许可数量。互斥锁只能由持有锁的线程来解锁。

  3. 当互斥锁与条件变量一起使用时,会出现一个括号,即很明显,程序的哪一部分正在被保护。信号量不一定是这种情况,可以将其称为并发编程。它功能强大,但以非结构化,不确定的方式易于使用。


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互斥体是二进制信号量。必须将其初始化为1,以便满足“先来先服务”原则。这给我们带来的每个互斥体的其他特殊属性:一个是谁做下来,一定是一个谁做。因此,我们已经在某些资源上获得了互斥。

现在您可以看到互斥锁是一般信号量的特例。


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同步对象 信号量实现经典的交通信号灯。交通信号灯控制对计数器共享资源的访问。如果计数器大于零,则授予访问权限。如果为零,则拒绝访问。计数器计算允许访问共享资源的权限。然后,要访问资源,线程必须从交通信号灯接收许可。通常,要使用交通信号灯,想要访问共享资源的线程会尝试获取许可。如果交通信号灯计数大于零,则线程获取许可,并且交通信号灯计数递减。否则,线程将被锁定,直到获得许可为止。当线程不再需要访问共享资源时,它会释放权限,因此交通信号灯计数会增加。如果还有另一个线程正在等待许可,它当时获得了许可证。Java的Semaphore类实现了此机制。

信号量具有两个生成器:

Semaphore(int num)
Semaphore(int num, boolean come)

num指定许可的初始计数。然后num指定在给定时间可以访问共享资源的线程数。如果num为1,则它可以一次访问一个线程的资源。通过设置为真,你能保证你正在等待线程获准在他们要求的顺序。


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您可以比较无与伦比的信号,从技术上讲,信号量和互斥量之间没有区别,这是没有意义的。Mutex只是一个有意义的名称,就像您的应用程序逻辑中的任何名称一样,它意味着您将信号量初始化为“ 1”,通常用于保护资源或受保护的变量以确保互斥。

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