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Semaphore并发控制技巧详解

时间:2026-02-14 08:26:37 412浏览 收藏

Java中的Semaphore是一种基于许可机制的并发控制工具,通过限制同时访问资源的线程数量(如数据库连接、文件操作或外部接口调用),有效防止资源过载和系统崩溃;它支持灵活的初始化配置、公平/非公平调度策略,并强调在try-finally结构中确保许可的可靠释放,是构建高稳定、可伸缩多线程应用不可或缺的轻量级同步利器。

在Java中如何使用Semaphore控制并发访问_Semaphore访问控制技巧解析

在Java中,Semaphore 是一种用于控制并发访问资源的同步工具,常用于限制同时访问特定资源的线程数量。它通过维护一组许可(permits)来实现访问控制:线程在访问资源前必须先获取许可,使用完成后释放许可,其他线程才能继续获取。

理解Semaphore的基本原理

Semaphore 的核心是许可机制。初始化时指定许可数量,表示最多允许多少个线程同时访问资源。

例如,创建一个拥有3个许可的Semaphore:

Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

当线程调用 acquire() 方法时,会尝试获取一个许可。如果当前有可用许可,线程继续执行;如果没有,线程将被阻塞,直到其他线程释放许可。使用完资源后,必须调用 release() 方法归还许可,避免死锁或资源饥饿。

控制最大并发数的实用场景

常见用途是限制数据库连接池、文件读写或外部接口调用的并发量。

示例:模拟最多3个线程同时执行任务:

Semaphore semaphore = new Semaphore(3); for (int i = 0; i < 10; i++) { new Thread(() -> { try { semaphore.acquire(); // 获取许可 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在执行任务"); Thread.sleep(2000); // 模拟任务耗时 } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } finally { semaphore.release(); // 释放许可 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 任务完成,释放许可"); } }).start(); }

上述代码确保任何时候最多只有3个线程在执行任务,其余线程会等待许可释放。

公平性与非公平模式的选择

Semaphore 支持公平和非公平两种模式:

  • 非公平模式(默认):线程抢占许可,效率高但可能造成某些线程长时间等待
  • 公平模式:按请求顺序分配许可,避免饥饿,但性能略低

启用公平模式:

Semaphore semaphore = new Semaphore(3, true); // 第二个参数为true表示公平模式

在对线程调度公平性要求较高的场景,建议开启公平模式。

结合try-finally保证许可释放

为防止因异常导致许可未释放,务必在finally块中调用release():

semaphore.acquire(); try { // 执行临界区操作 } finally { semaphore.release(); }

这样即使发生异常,许可也能正确归还,避免系统逐渐失去可用许可。

基本上就这些。合理使用Semaphore能有效控制资源并发访问,提升系统稳定性。关键是初始化合适的许可数,并始终确保释放操作被执行。不复杂但容易忽略细节。

理论要掌握,实操不能落!以上关于《Semaphore并发控制技巧详解》的详细介绍,大家都掌握了吧!如果想要继续提升自己的能力,那么就来关注golang学习网公众号吧!

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