semaphore的核心作用是限制并发数而非保证线程安全;它通过acquire/release控制资源配额,需成对调用且置于finally块;公平模式启用fifo排队防饥饿但性能略低;acquire(n)要求原子性扣减n个许可。

Semaphore 的核心作用是对共享资源施加明确的并发数上限——它不解决线程安全(如数据竞争),而是解决“太多人同时抢一个有限资源”带来的过载问题。
比如:你有 3 个数据库连接,却有 20 个线程争着用;你提供一个文件写入服务,但磁盘 I/O 能力只撑住 5 路并发;你调用一个外部 HTTP 接口,对方限流为 QPS=10。这些场景下,Semaphore 就是那个“发号排队”的管理员。
acquire() 和 release() 必须成对出现,否则会永久阻塞
这是最常踩的坑:忘记 release(),或在异常路径里没进 finally 块。
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acquire()成功后,许可计数器减 1;若为 0,后续线程调用acquire()就会无限期挂起 -
release()不校验调用者是否曾acquire()过——它只是无条件给计数器 +1 - 所以一旦漏掉
release(),可用许可数永远回不到初始值,整个系统逐步“卡死”
try {
semaphore.acquire();
doSomething(); // 可能抛异常
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
return;
} finally {
semaphore.release(); // ✅ 必须放在这里
}公平模式(fair = true)不是“性能更好”,而是“更守序”
默认构造是 new Semaphore(3),即非公平模式;加 true 才启用 FIFO 排队:
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- 非公平:新线程可能插队抢到刚释放的许可,吞吐略高,但老线程可能一直等不到(饥饿)
- 公平:严格按等待时间排序,避免饥饿,但每次获取许可都要走队列查找,延迟略高
Semaphore fairSemaphore = new Semaphore(3, true); // 公平 Semaphore unfairSemaphore = new Semaphore(3); // 默认非公平
实测中,除非你明确观察到某类请求长期超时(怀疑饥饿),否则别盲目开公平模式。
一次 acquire 多个许可(acquire(int n))要小心整除逻辑
当你用 acquire(2),不代表“只要剩 ≥2 个就一定能拿到”——它要求**原子性地一次性扣减 2 个**。
- 若当前
availablePermits()是 1,acquire(2)仍会阻塞,哪怕稍后有人release()1 次也不够 - 常见误用:想“尽量拿,拿多少算多少”,但
Semaphore不支持“尝试拿最多 N 个”,只支持“要么全拿,要么等”
- 需要弹性配额?自己封装逻辑,用
tryAcquire(n)循环重试 - 需要分批释放?
release(2)合法,且会立刻唤醒最多 2 个等待线程(取决于当前队列长度)
关键点其实就一个:把 Semaphore 当作“资源配额闸门”,而不是“锁”。它不管临界区里干了什么,只管“此刻允许几个人进门”。配额设太小,业务吞吐上不去;设太大,下游扛不住;漏关闸门(漏 release),整条流水线就停摆。











