java信号量原理semaphore

Java信号量（Semaphore）是Java并发编程中的一个同步辅助类，它可以用来控制同时访问特定资源的线程数量，信号量的主要功能是限制同时访问某个特定资源的线程数量，从而避免资源竞争问题，在Java中，信号量是通过AQS（AbstractQueuedSynchronizer）框架实现的。

要使用Java信号量，首先需要创建一个信号量对象，并指定允许同时访问资源的线程数量，通过acquire()方法获取许可，如果许可数量大于0，则许可数量减1，当前线程继续执行；如果许可数量等于0，则当前线程进入等待队列，当其他线程释放许可时，等待队列中的线程将获得许可并继续执行，通过release()方法释放许可，许可数量加1。

下面是一个简单的Java信号量示例：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Semaphore;
public class SemaphoreExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个具有3个许可的信号量
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
        // 创建一个包含10个线程的线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
        // 向线程池中提交任务
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            executorService.submit(new Task(semaphore));
        }
        // 关闭线程池
        executorService.shutdown();
    }
}
class Task implements Runnable {
    private Semaphore semaphore;
    public Task(Semaphore semaphore) {
        this.semaphore = semaphore;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            // 获取许可
            semaphore.acquire();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 获得了许可");
            Thread.sleep(2000); // 模拟业务处理耗时
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 释放了许可");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 释放许可
            semaphore.release();
        }
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个具有3个许可的信号量，然后创建了一个包含10个线程的线程池，每个线程在执行时都会尝试获取信号量的许可，如果许可数量大于0，则许可数量减1，当前线程继续执行；如果许可数量等于0，则当前线程进入等待队列，当其他线程释放许可时，等待队列中的线程将获得许可并继续执行，每个线程在完成任务后都会释放许可，许可数量加1。

需要注意的是，在使用信号量时，需要确保在程序结束前调用release()方法释放所有剩余的许可，否则可能导致其他线程无法继续执行，可以使用tryfinally语句或者CountDownLatch等工具来确保这一点。

Java还提供了一些其他的同步辅助类，如ReentrantLock、ReadWriteLock等，它们在某些场景下可能比信号量更加适用，在实际开发中，可以根据具体需求选择合适的同步辅助类来实现线程同步。