Java Semaphore详解（小白也能学会的信号量与多线程同步控制）

什么是Semaphore？

Semaphore 是 Java.util.concurrent 包中的一个计数信号量。它维护了一组“许可证”（permits）。每当一个线程想要访问受保护的资源时，它必须先获取一个许可证；使用完资源后，再释放该许可证。如果当前没有可用许可证，线程将被阻塞，直到有其他线程释放许可证。

Semaphore 的基本用法

创建一个 Semaphore 对象非常简单：

Semaphore semaphore = new Semaphore(int permits);  

其中 permits 表示初始可用的许可证数量。

常用方法

• acquire()：获取一个许可证，如果没有可用许可证则阻塞等待。
• release()：释放一个许可证，唤醒等待的线程。
• tryAcquire()：尝试获取许可证，若不可用则立即返回 false，不阻塞。

实战示例：模拟停车场

假设一个停车场只有3个车位，最多允许3辆车同时停入。我们可以用 Java并发控制 中的 Semaphore 来实现这个逻辑：

import java.util.concurrent.Semaphore;public class ParkingExample {    private static final int PARKING_SPOTS = 3;    private static Semaphore parking = new Semaphore(PARKING_SPOTS);    public static void main(String[] args) {        for (int i = 1; i <= 6; i++) {            new Thread(new Car(i)).start();        }    }    static class Car implements Runnable {        private int carId;        Car(int id) {            this.carId = id;        }        @Override        public void run() {            try {                System.out.println("汽车 " + carId + " 正在等待停车位...");                parking.acquire(); // 获取一个车位                System.out.println("汽车 " + carId + " 停入车位！");                Thread.sleep(2000); // 模拟停车2秒                System.out.println("汽车 " + carId + " 离开车位。");            } catch (InterruptedException e) {                Thread.currentThread().interrupt();            } finally {                parking.release(); // 释放车位            }        }    }}  

运行结果会显示：最多只有3辆车能同时停入，其余车辆需等待。这正是 多线程同步 的典型体现。

注意事项

• Semaphore 不是可重入的，即同一个线程多次调用 acquire() 会消耗多个许可证。
• 务必在 finally 块中调用 release()，防止因异常导致许可证未释放，造成死锁。
• 可以使用 tryAcquire(timeout, unit) 设置超时时间，避免无限等待。

总结

通过本篇 Java Semaphore 教程，你已经掌握了信号量的基本原理、核心方法和实际应用。无论是限制数据库连接池大小、控制并发下载线程数，还是模拟资源池场景，Semaphore 都是非常强大的工具。希望这篇 信号量教程 能帮助你在 Java并发控制 和 多线程同步 的道路上更进一步！