在Java中释放Semaphore对象的正确方法是什么？

Question

这是大多数在线资源中写的代码。但这个代码不正确，因为考虑一种情况：当一个线程被阻塞时，然后被中断。即使它没有获取锁，该线程仍将释放锁。这是不正确的。那么在Java中释放信号量的正确实现是什么？

Semaphore lock = new Semaphore(1);

  add(){
    try {
        lock.acquire();

        // critical section

    } catch (InterruptedException e) {

          Thread.currentThread().interrupt();

    }finally{
       lock.release()
    }
}

我认为这是正确的解决方案：-. 对吗？

try {
    lock.acquire();

    try {
        // do some stuff here
    } finally {

        lock.release();

    }
} catch(InterruptedException ie) {

    Thread.currentThread().interrupt();
    throw new RuntimeException(ie);

}

- Karen delfino

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请问您能否发布此代码的其余部分？这样我们才能清楚地了解您正在尝试实现什么。 - Nathan Hughes

谢谢，现在清晰多了。 - Nathan Hughes

不要破坏自己的帖子，你可以删除它们。 - user207421

Answer 1

信号量(semaphores)没有所有权的概念，许可证不是实际的物品，它只是信号量保持的计数。所以问题是，方法执行后计数是否正确？如果中断，您会带着一个可用许可或两个离开该方法？

Oracle网站上api文档中的信号量示例没有任何finally块，在很多情况下它们都不相关。

如果您使用此信号量来实现互斥锁，并且它只有一个许可，我希望它应该像使用锁一样具有try-finally块(来自于可重入锁(ReentrantLock) api文档):

 class X {
   private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
   // ...

   public void m() {
     lock.lock();  // block until condition holds
     try {
       // ... method body
     } finally {
       lock.unlock()
     }
   }
 }

如果代码吞掉了InterruptedException并让线程继续前进，那么在方法结束时计数是否正确变得重要起来，它可能会阻止其他调用获取许可。

我通常使用的一般模式是，在try块之前获取资源，然后在try块中使用它，并在finally块中关闭/释放/清理。这适用于IO、JDBC资源等等。你可以尝试避免这种方式，将获取放在try块中，然后在清理之前检查是否为null。你也可以尝试在finally块中做太多的事情，未能捕获关闭异常，从而造成资源泄漏。最好尽量减少finally块中的代码量。

一个正确的示例在http://jcip.net/listings/BoundedHashSet.java(来自书籍《Java Concurrency In Practice》)中。

public boolean add(T o) throws InterruptedException {
    sem.acquire();
    boolean wasAdded = false;
    try {
        wasAdded = set.add(o);
        return wasAdded;
    } finally {
        if (!wasAdded)
            sem.release();
    }
}

这段代码展示了一个带有finally的try块，它进行了一些清理工作（如果没有将任何内容添加到集合中，则释放许可），在进入该try块之前调用了acquire。

如果将此示例中的acquire调用移动到try块内部，则不会产生影响。我认为将调用放在try块上面更好，但在此示例中，它不会影响正确性，因为它使用标志来决定是否释放许可。

我会像jcip示例中那样使用标志，设置为true后获取，并且仅在设置了标志时才释放。这样可以将acquire放在try块内部。

    boolean wasAcquired = false;
    try {      
         sem.acquire();
        wasAcquired = true;
        // crit sect
     } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread.interrupt();
    } finally {
        if (wasAcquired)
            sem.release();
    }

或者考虑使用acquireUninterruptibly()。但是要想一想，如果这些调用不抛出InterruptedException，那么你的代码中哪部分确保了当收到中断请求时代码实际停止工作？看起来你可能会陷入一个无效的循环中，其中线程尝试获取、抛出InterruptedException、捕获它并设置中断状态，然后在下次线程尝试获取时再重复同样的事情，反复循环。抛出InterruptedException让你能够快速响应取消请求，同时确保清理工作在finally块中完成。

- Nathan Hughes

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acquire() 抛出异常，因此必须在 try 块中使用。您能否发布正确的实现？ - Karen delfino

这并不意味着它必须在同一个try块中。很可能InterruptedException甚至不应该被处理，而应该被抛出。 - Nathan Hughes

我想在代码本身中处理异常。 - Karen delfino

@Karen：你可以使用acquireUninterruptibly()，而不必去烦恼它。 - Nathan Hughes

非常感谢您的解释。 - Karen delfino

Answer 2

只需添加一个标志，指示锁是否已被获取：

boolean acquired = false;
try {
    lock.acquire();
    acquired = true;
    // critical section

} catch (InterruptedException e) {

     // do anything

} finally {
   if (acquired) {
       lock.release()
   }
}

另一种解决方案是使用Semaphore.acquireUninterruptibly()。

- Alexei Kaigorodov

Answer 3

线程即使未获取锁也会释放锁，这是不正确的。这是错误的。

并非如此。从Javadoc：

没有要求释放许可证的线程必须通过调用acquire()来获取该许可证。在应用程序中的编程约定确立了信号量的正确使用方式。

这里没有问题需要解决。

- user207421

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Semaphore的Javadoc允许调用release()，但这并不意味着问题中的代码是正确的。如果acquire()被中断，它仍然会意外地增加许可证的数量，在大多数情况下这可能是一个错误。 - Philipp Wendler

EJP：假设你是我的投票者，请看看我更新的答案是否更少引起反感。 - Nathan Hughes

@PhilippWendler Javadoc允许这段代码，暗示信号量实现在其中运行时必须正确操作。 - user207421