【锁3】Semaphore（信号量）

Semaphore（信号量）的核心是用 N 张“许可证”限制同时访问资源的线程数——线程进来先 acquire() 拿一张，用完 release() 还回去；许可证发完了，后面的线程就得排队。下面给你 Java 最常用版本的可运行示例。

核心概念

初始化时指定许可证数量 N，相当于“最多允许 N 个线程同时进临界区”

acquire()：拿许可证，没有就阻塞等待

release()：还许可证，务必放在finally或使用with，否则忘了释放就会死锁

tryAcquire()：非阻塞版本，拿不到立刻返回false，适合做限流降级

importjava.util.concurrent.Semaphore;publicclassSemaphoreDemo{// 许可证数量为 3，即同时最多 3 个线程能进临界区privatestaticfinalSemaphoresemaphore=newSemaphore(3);publicstaticvoidmain(String[]args){for(inti=1;i<=5;i++){newThread(newTask("线程-"+i)).start();}}staticclassTaskimplementsRunnable{privatefinalStringname;Task(Stringname){this.name=name;}@Overridepublicvoidrun(){try{semaphore.acquire();// 拿许可证，没有就阻塞System.out.println(name+" 进入临界区，当前可用许可证: "+semaphore.availablePermits());Thread.sleep(2000);// 模拟业务耗时System.out.println(name+" 执行完毕");}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}finally{semaphore.release();// 一定要释放！System.out.println(name+" 释放许可证");}}}}

运行后会看到：前 3 个线程同时进入，后 2 个等前面有人释放后才依次进入。

线程-1 进入临界区，当前可用许可证:2线程-4 进入临界区，当前可用许可证:0线程-3 进入临界区，当前可用许可证:1线程-1 执行完毕 线程-4 执行完毕 线程-3 执行完毕 线程-4 释放许可证 线程-3 释放许可证 线程-1 释放许可证 线程-5 进入临界区，当前可用许可证:1线程-2 进入临界区，当前可用许可证:2线程-5 执行完毕 线程-5 释放许可证 线程-2 执行完毕 线程-2 释放许可证 进程已结束，退出代码为0

🎯 典型应用场景对比

⚠️ 注意事项

1. 死锁风险：如果acquire()后未调用release()（如异常中断），会导致永久阻塞。
2. 公平性：Java 构造器new Semaphore(3, true)可设置为公平模式（FIFO），但会降低性能。
3. Asyncio 作用域：asyncio.Semaphore必须在async def函数内创建，不能在模块顶层创建（会报 Event Loop 错误）。