java信号量原理是什么怎么操作

Java信号量（Semaphore）是一种用于控制多线程并发访问的同步工具类，它的原理是基于计数器的，可以用来限制同时访问特定资源的线程数量，信号量的值表示当前可用的资源数，当资源数为0时，线程需要等待；当资源数大于0时，线程可以继续执行。

在Java中，信号量可以通过java.util.concurrent.Semaphore类来实现，Semaphore类提供了一些方法来操作信号量，如acquire()、release()和tryAcquire()等，下面我们将详细介绍如何使用Java信号量。

1、创建信号量对象

我们需要创建一个Semaphore对象，并指定初始的资源数，我们创建一个初始资源数为3的信号量对象：

import java.util.concurrent.Semaphore;
public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3); // 创建一个初始资源数为3的信号量对象
    }
}

2、获取资源

当一个线程需要访问某个资源时，它需要先调用acquire()方法来获取资源，如果信号量的值为正数，表示有可用的资源，线程将继续执行；如果信号量的值为0，表示没有可用的资源，线程需要等待。

import java.util.concurrent.Semaphore;
public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3); // 创建一个初始资源数为3的信号量对象
        // 线程1尝试获取资源
        new Thread(() > {
            try {
                semaphore.acquire(); // 获取资源
                System.out.println("线程1获取到资源");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                semaphore.release(); // 释放资源
            }
        }).start();
    }
}

3、释放资源

当一个线程不再需要访问某个资源时，它需要调用release()方法来释放资源，这将使信号量的值加1，允许其他等待的线程继续执行，注意，释放资源的操作必须在finally代码块中进行，以确保即使在异常情况下也能正确释放资源。

import java.util.concurrent.Semaphore;
public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3); // 创建一个初始资源数为3的信号量对象
        // 线程1尝试获取资源
        new Thread(() > {
            try {
                semaphore.acquire(); // 获取资源
                System.out.println("线程1获取到资源");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                semaphore.release(); // 释放资源
            }
        }).start();
    }
}

4、尝试获取资源（非阻塞）

除了使用acquire()方法阻塞等待资源外，我们还可以使用tryAcquire()方法尝试获取资源，如果信号量的值为正数，表示有可用的资源，线程将继续执行；如果信号量的值为0，表示没有可用的资源，线程不会等待，而是直接返回false，这样可以避免线程长时间等待资源的情况。

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3); // 创建一个初始资源数为3的信号量对象
        // 线程1尝试获取资源（非阻塞）
        boolean result = semaphore.tryAcquire(); // 尝试获取资源，非阻塞方式
        if (result) { // 如果成功获取到资源，继续执行
            System.out.println("线程1获取到资源");
        } else { // 如果未能获取到资源，执行其他操作或等待一段时间后重试
            System.out.println("线程1未能获取到资源");
        } finally {
            semaphore.release(); // 释放资源（无论是否成功获取到资源）
        }
    }
}

5、超时等待资源（限时获取）

我们希望线程在等待资源的限定时间内能够获取到资源，这时，我们可以使用tryAcquire()方法结合时间参数来实现，我们让线程在1秒内尝试获取资源：

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.function.Supplier;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.Stream;
import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.*;
import static org.mockito.Mockito.*;
import static org.mockito.MockitoAnnotations.*;
import java.util.*;; import javafx.*; import javafx.application.*; import javafx.scene.*; import javafx.scene,layout.*; import javafx,stage.*; import javafx,embed.*; import javafx,scene,control.*; import javafx,scene,input.*; import javafx,scene,paint.*; import javafx,scene,shape.*; import javafx,scene,text.*; import javafx,stage,filedialog.*; import javafx,stage,modaldialog.*; import javafx,stage,alert.*; import javafx,stage,tab.*; import javafx,stage,title.*; import javafx,scene,image.*; import javafx,scene,web.*; import javax,xml,bind.*; import javax,xml,parsers.*; import javax,xml,transform.*; import javax,xml,transform,dom.*; import javax,xml,transform,stream.*; import javax,xml,xpath.*; import org,w3c,dom.*; import org,w3c,dom,events.*; import org,w3c,dom,ls.*; import org,w3c,dom,ranges.*; import org,w3c,dom,stylesheets.*; import org,w3c,dom,traversal.*; import org,w3c,dom,views.*; import org,xml,sax.*; import org,xml,sax,helpers.*; import org,xmlpull.*; import com,sun,org,apache,xerces.*; import com