介绍java中的Semaphore，并学习怎么使用Semaphore

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本文介绍了Java中的Semaphore同步工具，用于控制并发访问共享资源的线程数量和执行顺序，通过acquire()获取许可证和release()释放许可证实现。示例代码展示了如何在多线程环境中使用Semaphore避免死锁问题。

Semaphore是Java中的一个同步工具，它可以控制同时访问某个共享资源的线程数量。Semaphore主要有两个作用：

用于控制同时访问某个共享资源的线程数量，例如数据库连接池、线程池等情况下，需要控制同时访问资源的线程数量。
用于控制线程的执行顺序，例如控制同步任务中线程的执行顺序。

Semaphore的实现原理是通过维护一个计数器来实现的，计数器的初始值由用户自行指定。每当一个线程访问共享资源时，计数器的值减一；当一个线程访问共享资源结束时，计数器的值加一。

在Semaphore中有两个重要的方法：

acquire()：获取许可证，每调用一次，计数器的值就会减一，如果计数器的值已经为0，则当前线程会阻塞直到其他线程释放许可证。
release()：释放许可证，每调用一次，计数器的值就会加一，如果有其他线程在等待许可证，则会随机选取一个线程进行唤醒。

下面是使用Semaphore的示例代码，注释详细：

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class SemaphoreExample {

    public static void main(String[] args) {

        // 初始化Semaphore，设置许可证数量为3
        Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

        // 创建10个线程
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            new Thread(new Task(semaphore, i)).start();
        }
    }

    static class Task implements Runnable {

        private Semaphore semaphore;
        private int id;

        public Task(Semaphore semaphore, int id) {
            this.semaphore = semaphore;
            this.id = id;
        }

        @Override
        public void run() {

            try {
                // 获取许可证，如果没有许可证了，线程会阻塞
                semaphore.acquire();
                System.out.println("Thread " + id + " is accessing the shared resource.");
                Thread.sleep(1000); // 模拟访问共享资源的时间
                System.out.println("Thread " + id + " has finished accessing the shared resource.");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                // 释放许可证
                semaphore.release();
            }
        }
    }
}

在这个示例中，我们创建了10个线程，然后初始化了一个许可证数量为3的Semaphore。每当一个线程执行run()方法时，首先会尝试获取许可证，如果许可证数量已经为0，则线程会一直阻塞，直到其他线程释放许可证为止。

一旦一个线程获取到许可证，它就可以访问共享资源了，在这个示例中我们模拟了一个访问共享资源的时间，然后输出一句话表示当前线程已经完成了共享资源的访问。

在访问共享资源结束后，线程会调用Semaphore的release()方法来释放许可证，让其他线程可以继续访问共享资源。

需要注意的是，调用Semaphore的acquire()方法和release()方法时，最好使用try-catch-finally语句，确保许可证被正确释放，防止出现死锁的情况。同时，如果在创建Semaphore时没有指定许可证数量，则Semaphore默认的许可证数量为1，也可以理解为是一个锁的功能。