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JavaSemaphore并发控制详解

2026-01-24 15:51:30 0浏览收藏

从现在开始，我们要努力学习啦！今天我给大家带来《Java如何用Semaphore控制并发访问》，感兴趣的朋友请继续看下去吧！下文中的内容我们主要会涉及到等等知识点，如果在阅读本文过程中有遇到不清楚的地方，欢迎留言呀！我们一起讨论，一起学习！

信号量Semaphore用于控制并发访问资源的线程数，通过acquire()获取许可、release()释放许可，支持公平与非公平模式，常用于限流、资源池等场景，需注意异常时释放许可以避免泄漏。

在Java中如何通过Semaphore控制并发访问数量

Semaphore（信号量）是Java并发包java.util.concurrent中提供的一个同步工具，用来控制同时访问某一资源的线程数量。它通过维护一组许可（permits）来实现：线程在访问资源前必须先获取许可，使用完后释放许可。如果当前没有可用许可，线程将被阻塞，直到有其他线程释放许可为止。

1. 基本概念与构造方法

Semaphore有两种模式：公平和非公平。

公平模式：线程按照请求顺序获取许可，先进先出。
非公平模式：允许插队，性能更高但可能造成某些线程长时间等待。

创建Semaphore时指定许可数量和是否公平：

// 允许最多3个线程并发访问，非公平模式
Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

// 公平模式
Semaphore fairSemaphore = new Semaphore(3, true);

2. acquire() 和 release() 方法的使用

控制并发的核心是acquire()和release()方法：

acquire()：尝试获取一个许可，如果没有可用许可，线程会阻塞。
acquire(int n)：获取n个许可，常用于批量操作。
release()：释放一个许可，将其返还给信号量。
release(int n)：释放n个许可。

示例：限制数据库连接池最多3个连接

class DatabaseConnection {
    private final Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

    public void connect() throws InterruptedException {
        semaphore.acquire(); // 获取许可
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在使用数据库连接");
            Thread.sleep(2000); // 模拟操作
        } finally {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 释放连接");
            semaphore.release(); // 释放许可
        }
    }
}

3. 实际应用场景举例

Semaphore适合用于资源有限的场景：

限制并发线程数，防止系统过载。
模拟资源池（如连接池、线程池）。
控制对硬件设备的访问（如打印机、传感器）。

测试代码：

public class SemaphoreDemo {
    public static void main(String[] args) {
        DatabaseConnection db = new DatabaseConnection();

        for (int i = 1; i  {
                try {
                    db.connect();
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            }, "Thread-" + i).start();
        }
    }
}

输出会显示每次最多只有3个线程能同时执行connect()方法。