什么是 Java 的 Semaphore？

回答重点

Semaphore （信号量）是 Java 并发包中的一个同步工具类，用于管理一组许可（permits）。每个许可可以被一个线程持有，当许可被持有时，其他线程需要等待才能获取许可。即可以限制同时访问特定资源的线程数量，确保在特定时刻只有有限数量的线程能够访问资源。

扩展知识

基本概念：

• 许可（Permits）：表示可以访问资源的线程数量。Semaphore 对象内部维护了一个许可计数器，线程在访问资源时需要获取许可，访问完成后需要释放许可。
• 获取许可（Acquire）：线程通过 acquire() 方法尝试获取许可。如果没有足够的许可，线程将被阻塞直到有许可可用。
• 释放许可（Release）：线程在完成对共享资源的访问后，通过 release() 方法释放许可，使其他等待的线程可以获取许可。

它支持公平与非公平策略：

• 公平（Fair）：在公平模式下，线程按照请求许可的顺序获取许可，防止线程饥饿。但公平模式可能会导致性能下降。
• 非公平（Unfair）：非公平模式下，线程不保证按照请求许可的顺序获取许可，可以提高性能，但可能会导致某些线程长时间无法获取许可。

常见用法

限制访问数量：例如，限制数据库连接池中最大连接数。

Semaphore semaphore = new Semaphore(10);  // 允许最多10个线程访问
semaphore.acquire();
try {
    // 访问共享资源
} finally {
    semaphore.release();
}

控制并发执行：例如，限制同时执行的任务数量。

Semaphore semaphore = new Semaphore(5);  // 允许最多5个线程同时执行任务
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    new Thread(() -> {
        try {
            semaphore.acquire();
            // 执行任务
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        } finally {
            semaphore.release();
        }
    }).start();
}