Java Semaphore

Semaphore（信号量）

信号量（Semaphore）是操作系统中用于控制多个线程对共享资源访问的一种同步机制

基本概念和方法

• 许可：当创建一个Semaphore实例时，需要指定一个许可数，这个数字代表了最多允许多少个线程同时访问受保护的资源。
• 获取许可（acquire()方法）：每当一个线程想要访问受保护的资源时，它必须首先调用acquire()方法尝试获得一个许可。如果当前还有可用的许可，则该线程可以继续执行；如果没有可用的许可（即所有许可都已被其他线程占用），则调用acquire()的线程将被阻塞，直到有其他线程释放了一个许可。
• 释放许可（release()方法）：一旦线程完成了对共享资源的访问，它应该调用release()方法来释放其持有的许可，使得其他等待的线程有机会获取许可并访问资源。

深入理解原理

• 内部队列：当没有可用的许可时，试图获取许可的线程会被放入一个等待队列中。这个队列由AQS（AbstractQueuedSynchronizer）管理，确保线程能够有序地获取到许可。
• 公平性：如果Semaphore被配置为公平模式，那么等待时间最长的线程将优先获得许可。这有助于避免饥饿问题，但可能会降低整体性能。
• 非公平性：默认情况下，Semaphore是非公平的，这意味着新到达的线程有机会“插队”直接尝试获取刚刚被释放的许可，而不需要排队等候。

重点思路

• 唤醒过程：AQS会遍历等待队列中的节点，使用LockSupport.unpark()方法来恢复那些之前被挂起的线程。被唤醒的线程将再次尝试获取许可。如果此时有可用的许可（即信号量的许可计数大于0），那么该线程将成功获取许可并退出等待状态，继续执行其后续代码。如果没有可用的许可，则该线程可能会再次进入等待状态，或者根据实现细节进行短暂的自旋后再尝试获取。