Semaphore是Java中用于控制并发访问资源的工具类，通过acquire()获取许可和release()释放许可实现线程间同步与信号传递，常用于限流和线程协作。
在Java中，线程间的信号量同步主要通过 Semaphore 类来实现。Semaphore 是 java.util.concurrent 包中的一个工具类，用于控制同时访问某一资源的线程数量，也可以用于线程之间的基本信号传递。
什么是 Semaphore
Semaphore 维护了一组许可（permits），线程在访问资源前需要先获取许可，使用完后释放许可。如果没有许可可用，获取许可的线程会被阻塞，直到有其他线程释放许可。
它常用于以下场景：
- 限制并发访问资源的线程数（如数据库连接池）
- 实现线程间的简单协作与信号通知
基本用法：acquire() 与 release()
核心方法有两个：
立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；
- acquire()：尝试获取一个许可，如果没有可用许可，线程会阻塞
- release()：释放一个许可，唤醒正在等待的线程
import java.util.concurrent.Semaphore;
public class SemaphoreExample {
private static final Semaphore semaphore = new Semaphore(1); // 只允许一个线程进入
public static void main(String[] args) {
Runnable task = () -> {
try {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 尝试获取信号量");
semaphore.acquire();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获取到信号量，开始执行");
// 模拟工作
Thread.sleep(2000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 执行完成，释放信号量");
semaphore.release();
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
};
// 启动多个线程
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(task).start();
}
}
}
输出结果会显示：虽然三个线程几乎同时启动，但只有一个能立即执行，其余两个会等待第一个线程释放信号量后再依次执行。
使用信号量实现线程协作
Semaphore 也可用于线程间“通知”机制。例如，让一个线程等待另一个线程完成某项准备任务。
import java.util.concurrent.Semaphore;
public class SignalExample {
private static final Semaphore readySignal = new Semaphore(0); // 初始无许可
public static void main(String[] args) {
Thread worker = new Thread(() -> {
System.out.println("Worker: 等待准备工作完成...");
try {
readySignal.acquire(); // 等待信号
System.out.println("Worker: 收到信号，开始工作");
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
});
Thread preparer = new Thread(() -> {
System.out.println("Preparer: 开始准备...");
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
System.out.println("Preparer: 准备完成，发送信号");
readySignal.release(); // 发送信号
});
worker.start();
preparer.start();
}
}
这里，worker 线程调用 acquire() 被阻塞，直到 preparer 线程调用 release() 提供许可，从而实现线程间的“信号通知”。
注意事项
- 确保每次 acquire() 成功后都有对应的 release()，否则可能导致死锁或资源饥饿
- 可以使用 tryAcquire() 避免无限等待
- Semaphore 不是可重入的，同一个线程重复 acquire 可能导致自身阻塞
- 初始许可数为0时，适合做“等待信号”用途；大于0时，适合做“限流”用途
