java基础(四) 线程(6)Semaphore信号量

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本文深入讲解Semaphore信号量的原理及应用，包括其基于计数的特性、如何用于资源池管理和线程同步，以及通过具体案例展示如何使用Semaphore解决资源竞争问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Semaphore是一种基于计数的信号量。它可以设定一个阈值，基于此，多个线程竞争获取许可信号，做自己的申请后归还，超过阈值后，线程申请许可信号将会被阻塞。Semaphore可以用来构建一些对象池，资源池之类的，比如数据库连接池，我们也可以创建计数为1的Semaphore，将其作为一种类似互斥锁的机制，这也叫二元信号量，表示两种互斥状态。它的用法如下：

availablePermits函数用来获取当前可用的资源数量

wc.acquire(); //申请资源

wc.release();// 释放资源

// 创建一个计数阈值为5的信号量对象 
    // 只能5个线程同时访问 
    Semaphore semp = new Semaphore(5); 
     
    try { 
        // 申请许可 
        semp.acquire(); 
        try { 
            // 业务逻辑 
        } catch (Exception e) { 
     
        } finally { 
            // 释放许可 
            semp.release(); 
        } 
    } catch (InterruptedException e) { 
     
    }

案例:

/**
需求: 一个厕所只有3个坑位，但是有10个人来上厕所，那怎么办？假设10的人的编号分别为1-10，并且1号先到厕所，10号最后到厕所。那么1-3号来的时候必然有可用坑位，顺利如厕，4号来的时候需要看看前面3人是否有人出来了，如果有人出来，进去，否则等待。同样的道理，4-10号也需要等待正在上厕所的人出来后才能进去，并且谁先进去这得看等待的人是否有素质，是否能遵守先来先上的规则。
代码:
*/
class Parent implements Runnable {
private String name;
private Semaphore wc;
public Parent(String name,Semaphore wc){
this.name=name;
this.wc=wc;
}
@Override
public void run() {
try {
// 剩下的资源(剩下的茅坑)
int availablePermits = wc.availablePermits();
if (availablePermits > 0) {
System.out.println(name+"天助我也,终于有茅坑了...");
} else {
System.out.println(name+"怎么没有茅坑了...");
}
//申请茅坑 如果资源达到3次，就等待
wc.acquire();
System.out.println(name+"终于轮我上厕所了..爽啊");
  Thread.sleep(new Random().nextInt(1000)); // 模拟上厕所时间。
System.out.println(name+"厕所上完了...");
wc.release();
} catch (Exception e) {
}
}
}
public class TestSemaphore02 {
public static void main(String[] args) {
// 一个厕所只有3个坑位，但是有10个人来上厕所，那怎么办？假设10的人的编号分别为1-10，并且1号先到厕所，10号最后到厕所。那么1-3号来的时候必然有可用坑位，顺利如厕，4号来的时候需要看看前面3人是否有人出来了，如果有人出来，进去，否则等待。同样的道理，4-10号也需要等待正在上厕所的人出来后才能进去，并且谁先进去这得看等待的人是否有素质，是否能遵守先来先上的规则。
         Semaphore semaphore = new Semaphore(3);
for (int i = 1; i <=10; i++) {
Parent parent = new Parent("第"+i+"个人,",semaphore);
new Thread(parent).start();
}
}
}