Java并发包里的Semaphore是什么_Semaphore核心机制与控制并发示例解析

P粉602998670 2025-12-13 00:00:00 次阅读

Semaphore是Java并发包中控制并发线程数量的许可计数器，基于AQS实现，通过acquire/release操作state字段管理许可，支持公平与非公平模式，常用于限制资源访问并发数。

Semaphore 是 Java 并发包（java.util.concurrent）中用于**控制并发线程数量**的核心工具类，本质是一个“许可计数器”。它不解决互斥（像 synchronized 或 ReentrantLock 那样只让一个线程进），而是允许最多 N 个线程同时进入临界区——N 就是初始化时设定的许可数（permits）。

Semaphore 是怎么管住并发数的

它背后靠的是 AQS（AbstractQueuedSynchronizer），用 state 字段存当前可用许可数：

调用 acquire()：尝试将 state 减 1；若减成功，线程继续；若减后为负（即没许可了），线程入 AQS 等待队列挂起
调用 release()：将 state 加 1，并唤醒等待队列中一个线程（非公平模式）或队首线程（公平模式）
许可可批量获取/释放，比如 acquire(2) 表示一次要 2 个许可

公平 vs 非公平：要不要排队

构造时可选是否公平：

new Semaphore(3) → 默认非公平：新线程可能插队抢到刚释放的许可，吞吐略高，但老线程可能饿死
new Semaphore(3, true) → 公平模式：严格 FIFO，先到先得，避免饥饿，但上下文切换多一点

典型控制并发场景示例

比如限制最多 3 个线程同时访问某慢速资源（如外部 HTTP 接口、数据库连接、文件读写）：

private static final Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

Runnable task = () -> {
  try {
    semaphore.acquire(); // 拿不到许可就阻塞
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 开始执行");
    Thread.sleep(1500); // 模拟耗时操作
  } catch (InterruptedException e) {
    Thread.currentThread().interrupt();
  } finally {
    semaphore.release(); // 必须释放，否则许可永远少一个
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 已释放");
  }
};

// 启动 6 个线程
for (int i = 0; i < 6; i++) {
  new Thread(task, "T-" + i).start();
}