Semaphore

semaphore也就是我们常说的信号灯,semaphore可以控制同时访问的线程个数,通过acquire获取一个许可,如 果没有就等待,通过release释放一个许可。有点类似限流的作用。叫信号灯的原因也和他的用处有关,比如某商 场就5个停车位,每个停车位只能停一辆车,如果这个时候来了10辆车,必须要等前面有空的车位才能进入。
 

package com.example.demo.morethread;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SemaphoreTest {
        public static void main(String[] args) {
            Semaphore semaphore=new Semaphore(5);
        for (int i=0;i<10;i++){
            new Car(i,semaphore).start();
        }
    }

    static class Car extends Thread{
        private int num;
        private Semaphore semaphore;

        public Car(int num, Semaphore semaphore) {
            this.num = num;
            this.semaphore = semaphore;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                semaphore.acquire();
                System.out.println("第"+num+"辆车占用一个停车位");
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                System.out.println("第"+num+"辆车走了");
                semaphore.release();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

运行结果如下:

使用场景 :

可以实现对某些接口访问的限流

<think>好的,我需要帮助用户了解如何使用Semaphore进行并发控制,并给出示例代码。首先,我要回忆Semaphore的基本概念和工作原理。根据引用中的信息,Semaphore通过信号量控制并发数量,acquire减少许可,release增加许可,超过容量的线程需要等待。 接下来,用户需要具体的使用方法和示例代码。引用里提到了Python的asyncio.Semaphore和Java的示例。用户可能对Python或Java感兴趣,但问题中没有明确指定,所以我应该覆盖两种常见语言,比如Python和Java,或者选一个主要的。但根据用户提供的引用,引用1是Python的,引用3、4、5是Java的。可能用户希望看到两种语言的示例?或者需要明确询问?但根据用户最后的提问,直接要求示例代码,可能需要多语言示例。 不过,根据系统指令,用户不可见层需要生成相关问题,而用户可见层需要结构清晰的回答。我应该先解释Semaphore的基本使用步骤,然后分语言给出示例,并引用相关文献。 需要确保代码语法正确,Python使用async with,Java使用acquire和release。同时注意引用标记,比如引用1和引用4。然后生成相关问题。 现在组织内容:首先介绍Semaphore的作用,然后分步骤说明使用方法,接着给出Python和Java的代码示例,每个示例后附上引用来源。最后生成相关问题。 检查是否符合所有系统指令:行内公式用$...$,但这个问题可能不涉及数学公式。独立公式不需要。中文回答,结构清晰,正确引用,生成相关问题。确认无误后输出。</think>### Semaphore 的并发控制使用方法 #### 1. 基本使用步骤 - **创建 Semaphore 对象**:指定最大并发数量(许可数)[^2][^4] - **获取许可**:在需要控制并发的代码块前调用 `acquire()` 或通过上下文管理器进入 - **释放许可**:在代码块执行完成后调用 `release()` 或通过上下文管理器自动释放 #### 2. Python 示例(异步场景) ```python import asyncio async def task(semaphore, id): async with semaphore: # 自动获取/释放许可 print(f"任务{id}开始执行") await asyncio.sleep(1) print(f"任务{id}执行完成") async def main(): semaphore = asyncio.Semaphore(3) # 最大并发3 tasks = [task(semaphore, i) for i in range(5)] await asyncio.gather(*tasks) asyncio.run(main()) ``` *引用自异步编程实现[^1]* #### 3. Java 示例(线程同步) ```java import java.util.concurrent.Semaphore; public class Demo { private static final Semaphore semaphore = new Semaphore(3); // 最大并发3 public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 5; i++) { new Thread(() -> { try { semaphore.acquire(); // 获取许可 System.out.println("任务开始:" + Thread.currentThread().getId()); Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { semaphore.release(); // 释放许可 System.out.println("任务完成:" + Thread.currentThread().getId()); } }).start(); } } } ``` *引用自线程并发控制实现[^4]* #### 4. 关键机制 - 当许可耗尽时,后续线程进入阻塞状态 - 公平性可通过构造函数参数配置(Java 支持公平锁)[^4] - 支持尝试获取许可(`tryAcquire`)和超时机制[^5] §§ 相关问题 §§ 1. Semaphore 与 Mutex 锁有什么区别? 2. 如何防止 Semaphore 的许可泄漏问题? 3. Semaphore 在数据库连接池中的应用? 4. 如何实现 Semaphore 的跨进程控制? 5. Semaphore 的公平模式对性能有什么影响? : Python异步信号量实现 [^2]: Semaphore基础工作机制 : Java并发控制示例 : 单许可信号量实现
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