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核心思想：停车场模型 🅿️

想象一个只有 3个车位 的小型停车场。Semaphore 就好比是这个停车场的入口管理员。

• Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

  • 这就等于创建了一个有3个固定车位的停车场。这个 3 就是“许可证”的数量。

• semaphore.acquire(); (获取许可)

  • 一辆车开到停车场入口。
  • 管理员（acquire方法）会检查：“里面还有空位吗？”
  • 如果有空位：管理员放行，车开进去，同时他会把可用车位的数量减一。
  • 如果没空位：管理员会说：“满了，请在门口排队等着。” 这辆车（这个线程）就会被阻塞，在入口处排队。

• semaphore.release(); (释放许可)

  • 停车场里的一辆车办完事要开走。
  • 它开出出口时，管理员（release方法）看到了，就把可用车位的数量加一。
  • 同时，管理员会朝门口排队的车辆大喊：“空出来一个位子，排在第一的那辆车可以进来了！”

Semaphore 就是用这个简单的“计数”方式，来控制同时能访问某个资源的线程数量。

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最简单易懂的代码示例

下面我们就用代码来模拟 8辆车抢3个车位 的场景。

package Semaphore;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Semaphore;public class SimpleSemaphoreDemo {public static void main(String[] args) {// 1. 创建一个 Semaphore，设定许可证数量为 3（即3个停车位）Semaphore semaphore = new Semaphore(3);// 2. 模拟8个线程（8辆车）for (int i = 1; i <= 8; i++) {final int carNumber = i;new Thread(() -> {try {System.out.println("车辆 " + carNumber + " 到达停车场门口，等待进入...");// 3. 尝试获取一个许可证（尝试进入停车场）// 如果没有许可证，线程会在这里阻塞等待semaphore.acquire();// --- 成功获取到许可证后，才能执行下面的代码 ---System.out.println(">> 车辆 " + carNumber + " 成功进入停车场！");// 模拟停车时间System.out.println("   车辆 " + carNumber + " 正在停车...");Thread.sleep(new Random().nextInt(3000) + 1000); // 随机停1-4秒} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {// 4. 释放许可证（车辆离开停车场）// 这个操作必须放在 finally 块中，确保即使发生异常，许可证也一定会被释放System.out.println("<< 车辆 " + carNumber + " 驶出停车场。");semaphore.release();}}).start();}}
}

代码解析

1. new Semaphore(3): 创建了一个容量为3的信号量，代表我们的停车场只有3个车位。
2. semaphore.acquire(): 这是线程获取“门票”的关键一步。如果“门票”发完了（3个车位都占满了），其他线程就会在这里停下来，进入阻塞状态，老老实实地排队。
3. Thread.sleep(...): 模拟线程获取到资源后，正在使用它的过程（即车辆停在车位里的时间）。
4. semaphore.release(): 这是最重要的一步！线程使用完资源后，必须“交还门票”，这样其他正在排队等待的线程才有机会获取到资源。把它放在 finally 块里是一个好习惯，能保证无论业务代码是否抛出异常，锁都能被释放。

运行效果分析

当你运行这个程序时，你会清晰地看到：

1. 控制台会立刻打印出3条 “>> 车辆 x 成功进入停车场！” 的信息。
2. 剩下的5个线程会停在 “等待进入...” 这一步，说明它们被阻塞了。
3. 过了1-4秒后，每当有一个 “<< 车辆 x 驶出停车场。” 的信息出现，几乎在同一时间，就会有一个新的 “>> 车辆 y 成功进入停车场！” 出现。

这个过程完美地展示了 Semaphore 如何像一个停车场管理员一样，精确地控制着同时办事的线程数量。