深入理解Java Semaphore：并发控制的关键

Java并发系列中的Semaphore是一种重要的同步工具，它属于Java.util.concurrent（JUC）包下的AQS（AbstractQueuedSynchronizer）框架的一部分。Semaphore的主要作用是控制并发访问某个共享资源的数量，类似于现实生活中的公交车票，可以限制同时进入资源的线程数。它提供了一种有序的方式，确保在许可证（许可）的数量有限时，线程按照特定的规则（公平或非公平）进行访问。 Semaphore有两个构造器： 1. `Semaphore(int permits)`：默认是非公平模式，创建时指定初始许可数。 2. `Semaphore(int permits, boolean fair)`：允许用户选择公平或非公平模式，公平模式下线程获取许可遵循先进先出（FIFO）原则，而非公平模式则更倾向于让等待时间短的线程优先获取。 Semaphore的主要方法包括： 1. **acquire()**：获取一个许可证。有两种版本： - `acquire() throws InterruptedException`：阻塞并等待直到获得一个许可证，如果被中断则抛出InterruptedException。 - `acquireUninterruptibly()`：不抛出InterruptedException，如果无法立即获取许可证，则一直阻塞。 2. **tryAcquire()**：尝试获取一个许可证，如果没有许可证则立即返回false，而不是阻塞。 3. **release()**：释放一个许可证，允许其他线程获取。 在实际场景中，Semaphore常用于创建线程池、数据缓冲区、数据库连接池等，通过控制并发数来防止系统过载。例如，我们可以创建一个简单的数据库连接池，当一个线程完成操作后释放连接，其他线程就可以获取连接进行查询，从而实现资源的有效管理。 为了更好地理解和使用Semaphore，理解其内部的AQS同步机制至关重要。AQS是基于节点队列的同步框架，Semaphore通过一个计数器和一个共享状态来跟踪当前可用的许可证数。当线程试图获取许可证时，如果许可不足，线程会被添加到同步队列中等待，直到有线程释放许可。非公平模式下，线程按照到达顺序加入队列；公平模式下，线程按照它们请求许可证的顺序加入队列。 总结来说，Java并发中的Semaphore是一种强大而灵活的工具，能够帮助开发者控制并发访问，避免资源竞争带来的问题，是实现并发控制和流量控制的关键组件。通过深入了解其构造器、API以及AQS底层原理，开发者可以更好地在多线程环境中有效地管理和协调资源。