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Apache Ignite中分布式信号量（Distributed Semaphore）的说明和使用示例

news 2025/8/1 21:00:22

这段内容是关于 Apache Ignite 中 分布式信号量（Distributed Semaphore） 的说明和使用示例。我们来一步步解析，帮助你深入理解它的含义和用途。

🔹 一、什么是 Semaphore（信号量）？

在并发编程中，Semaphore（信号量） 是一种经典的同步工具，用于控制对共享资源的并发访问数量。

它内部维护一组“许可”（permits）。
线程可以通过 acquire() 方法获取一个许可（如果还有空闲许可），否则会阻塞等待。
使用完资源后，通过 release() 方法归还许可，供其他线程使用。

👉 Java 标准库中的例子：

java.util.concurrent.Semaphore semaphore = new Semaphore(3); // 最多允许3个线程同时访问
semaphore.acquire(); // 获取许可
try {// 执行临界区代码
} finally {semaphore.release(); // 释放许可
}

这限制了同一时间最多只有 3 个线程能进入临界区。

🔹 二、Ignite 的分布式信号量是什么？

标准的 java.util.concurrent.Semaphore 只能在单个 JVM 内部起作用。

而 Ignite 的 IgniteSemaphore 是分布式的，意味着：

✅ 它可以在 整个集群的所有节点之间共享和协调，实现跨 JVM、跨机器的资源访问控制。

🌐 应用场景举例：

假设你有一个分布式系统，部署在 5 台服务器上（5 个 Ignite 节点），你想：

同一时间最多只有 2 个节点可以访问某个外部服务（如数据库、API 接口等）。
或者限制同时执行某项高负载任务的节点数量。

这时就可以用 IgniteSemaphore 来实现集群级别的“限流”或“互斥”。

🔹 三、代码详解

Ignite ignite = Ignition.start();IgniteSemaphore semaphore = ignite.semaphore("semName",           // 信号量的名字（全局唯一标识）20,                  // 初始许可数量：最多20个并发许可true,                // 是否自动释放：如果持有许可的节点宕机或退出集群，是否自动回收其持有的许可？true                 // 如果不存在，是否自动创建？
);

参数解释：

参数	说明
`"semName"`	所有节点通过这个名字找到同一个分布式信号量
`20`	最多允许 20 个节点/线程同时持有许可
`true`（failoverEnabled）	若某个节点崩溃，它之前 acquire 的许可会被自动释放，避免死锁
`true`（create）	如果这个信号量还没创建过，就新建一个；否则获取已存在的

🔹 四、使用示例分析

// 获取信号量实例
IgniteSemaphore semaphore = ignite.semaphore("semName", 20, true, true);// 获取一个许可（如果没有可用许可，会阻塞等待）
semaphore.acquire();try {// 此时当前节点已获得许可，可以安全执行受限操作ignite.compute().run(() -> {System.out.println("Executed on:" + ignite.cluster().localNode().id());// 比如调用外部服务、写文件、处理大数据等});
} finally {// 一定要释放许可，否则其他节点永远等不到semaphore.release();
}

✅ 这段代码可以在多个节点上并发运行，但最多只有 20 个节点能同时进入 try 块执行任务。

🔹 五、关键特性总结

特性	说明
✅ 分布式	跨多个节点共享状态，所有节点看到的是同一个信号量
✅ 高可用	支持节点故障时自动回收许可（设置 `failoverEnabled=true`）
✅ 可重入？	❌ `IgniteSemaphore` 不支持可重入（不像锁那样可重复进入）
✅ 持久化？	否，它是内存中的协调机制，重启后状态丢失（除非你自己持久化）