Semaphore使用场景#

CountDownLatch（倒计时门闩）：

// 场景：主线程等待 N 个子任务全部完成后再继续

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);  // 计数器 = 3

// 子任务完成后调用 countDown()
executor.submit(() -> { doTask1(); latch.countDown(); });
executor.submit(() -> { doTask2(); latch.countDown(); });
executor.submit(() -> { doTask3(); latch.countDown(); });

latch.await();  // 主线程阻塞，直到计数器减到 0
System.out.println("所有子任务完成");

// 特点：一次性的，计数器减到 0 后不能重置
// 典型场景：启动时等待多个服务初始化完成、并行查询多个数据源后汇总结果

CyclicBarrier（循环栅栏）：

// 场景：N 个线程互相等待，全部到达栅栏后同时继续

CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> {
    System.out.println("所有线程到达栅栏，执行汇总逻辑");
});

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    executor.submit(() -> {
        doPartialWork();
        barrier.await();  // 每个线程在这里等待，直到 3 个线程都到达
        doNextPhase();     // 所有线程同时继续
    });
}

// 特点：可重用（自动重置），适合多阶段并行计算
// 典型场景：多线程分阶段计算（如 MapReduce 的每轮迭代）

Semaphore（信号量）：

// 场景：控制同时访问某个资源的线程数（限流）

Semaphore semaphore = new Semaphore(5);  // 最多允许 5 个线程同时执行

for (int i = 0; i < 20; i++) {
    executor.submit(() -> {
        semaphore.acquire();  // 获取许可（如果 5 个许可都被占用，阻塞等待）
        try {
            accessDatabase();  // 最多 5 个线程同时执行这段代码
        } finally {
            semaphore.release();  // 释放许可
        }
    });
}

// 典型场景：数据库连接池限流、接口并发数限制

三者对比：

Semaphore 是基于 AQS 实现的计数信号量，通过 acquire 获取许可、release 释放许可来控制同时访问某个资源的线程数量。构造时指定许可总数 N，每个线程 acquire 成功则许可减一，许可耗尽后其他线程阻塞等待，直到有线程 release 归还许可。典型使用场景包括数据库连接池限流、接口并发数控制等。和 CountDownLatch、CyclicBarrier 的区别在于：CountDownLatch 是一次性的倒计时门闩，一个线程等 N 个子任务完成；CyclicBarrier 是可重用的栅栏，N 个线程互相等待全部到达后同时继续；Semaphore 是控制并发资源数量，许可可以反复获取释放。底层都基于 AQS，CountDownLatch 和 Semaphore 用共享模式，CyclicBarrier 用 ReentrantLock 加 Condition 实现。使用 Semaphore 时注意在 finally 中 release 防止泄漏，permit 设为 1 时就退化成互斥锁。支持公平和非公平模式，公平模式按等待顺序获取许可，非公平模式允许插队吞吐更高。

追问方向：

• “Semaphore 能实现互斥锁吗？”→ 可以，permit 设为 1 就退化为互斥锁，但不支持可重入，通常用 ReentrantLock 更合适
• “公平和非公平的区别？”→ 公平模式按等待队列顺序获取许可，保证不饥饿但吞吐低；非公平模式允许插队，吞吐更高但可能饥饿，默认非公平
• “限流用 Semaphore 还是令牌桶？”→ Semaphore 适合控制并发数（如连接池），令牌桶适合控制请求速率（QPS）；两者维度不同，单机并发控制用 Semaphore，接口限速用 Guava RateLimiter

易错点：

• ❌ Semaphore 只能用于限流——还能用于资源池
• ❌ 忘记在 finally 中 release