在Java中如何使用Semaphore和CountDownLatch控制线程协调_线程同步类库技巧-java教程-PHP中文网

在Java中如何使用Semaphore和CountDownLatch控制线程协调_线程同步类库技巧

P粉602998670

发布： 2025-11-20 11:16:02

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Semaphore用于限制并发访问资源的数量，如停车场示例中控制5个停车位的分配，通过acquire获取许可、release释放许可实现限流；CountDownLatch用于等待一组操作完成，如主线程等待3个子任务执行完毕后再继续，通过countDown递减计数、await阻塞等待归零。两者均属于java.util.concurrent包，适用于不同协作场景：前者适合资源池管理，后者适合任务同步，结合ExecutorService可更好管理线程生命周期，合理选用可简化并发逻辑。

在java中如何使用semaphore和countdownlatch控制线程协调_线程同步类库技巧

在Java并发编程中，Semaphore和CountDownLatch是两个常用的线程协调工具，它们属于java.util.concurrent包中的同步辅助类。虽然功能不同，但都能有效控制多个线程之间的协作行为。

Semaphore：控制并发访问资源的数量

Semaphore（信号量）用于限制同时访问某一资源的线程数量，适合实现资源池，如数据库连接池、线程池等。

它通过维护一组许可（permits）来实现控制：

调用acquire()方法时，线程尝试获取一个许可，如果没有可用许可，线程将被阻塞。
调用release()方法时，线程释放一个许可，唤醒等待的线程。

示例：模拟停车场最多停5辆车

import java.util.concurrent.Semaphore;
<p>public class ParkingLot {
private static final int CAPACITY = 5;
private Semaphore semaphore = new Semaphore(CAPACITY);</p><pre class='brush:java;toolbar:false;'>public void park(String carName) throws InterruptedException {
    semaphore.acquire(); // 获取一个停车位
    System.out.println(carName + " 停车成功");

    // 模拟停车一段时间
    Thread.sleep(2000);

    System.out.println(carName + " 离开停车场");
    semaphore.release(); // 释放停车位
}

public static void main(String[] args) {
    ParkingLot lot = new ParkingLot();
    for (int i = 1; i <= 8; i++) {
        new Thread(() -> {
            try {
                lot.park(Thread.currentThread().getName());
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }, "Car-" + i).start();
    }
}

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在这个例子中，最多只有5个线程能同时执行park操作，其余线程会等待，直到有车离开释放许可。

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CountDownLatch：等待一组操作完成

CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程完成一系列操作。它通过一个计数器实现：

计数器初始化为某个正整数，表示需要等待的事件数量。
调用await()的线程会被阻塞，直到计数器变为0。
每次调用countDown()，计数器减1。

示例：主线程等待多个子任务完成

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
<p>public class TaskRunner {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
int taskCount = 3;
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(taskCount);</p><pre class='brush:java;toolbar:false;'>    for (int i = 1; i <= taskCount; i++) {
        final int taskId = i;
        new Thread(() -> {
            System.out.println("任务 " + taskId + " 开始执行");
            try {
                Thread.sleep(1000 * taskId); // 模拟不同耗时
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
            System.out.println("任务 " + taskId + " 完成");
            latch.countDown(); // 计数减1
        }).start();
    }

    System.out.println("等待所有任务完成...");
    latch.await(); // 阻塞直到计数为0
    System.out.println("所有任务已完成，主线程继续执行");
}

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主线程调用await()后暂停，直到三个子线程各自调用countDown()使计数归零，才继续执行。