并发编程"黑科技"：Semaphore和CountDownLatch的5个实战技巧，学会秒杀面试！

一、面试官最爱问的并发工具类，你真的会用吗？

大家好，我是老码农阿强！今天咱们来聊点硬核又实用的——Java并发包里的"瑞士军刀"：Semaphore和CountDownLatch。这些工具就像厨房里的专用刀具，用对了事半功倍，用错了可能还不如一把菜刀来得实在。

上周面试一个5年经验的程序员，问他Semaphore怎么用，他居然回答"用来控制线程数量的"——这话没错，但只说对了10%！今天我就带大家深挖这些并发工具的隐藏用法，看完让你在项目中少走三年弯路。

二、Semaphore：不止是"线程计数器"

1. 停车场思维理解信号量
Semaphore就像停车场的闸机，permits参数就是车位数量。线程获取许可（acquire()）相当于开车进停车场，释放许可（release()）就像开车离开。

// 创建5个车位的停车场
Semaphore semaphore = new Semaphore(5);

// 开车进停车场（获取许可）
semaphore.acquire();
try {
    // 执行业务逻辑
} finally {
    // 开车离开（释放许可）
    semaphore.release();
}

2. 实战技巧：动态调整系统并发度
秒杀系统中可以用Semaphore控制同时处理的订单数量：

// 根据服务器CPU核心数动态调整许可数量
int permits = Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2;
Semaphore orderSemaphore = new Semaphore(permits);

// 秒杀接口中
orderSemaphore.acquire();
try {
    // 处理订单逻辑
} finally {
    orderSemaphore.release();
}

3. 高级操作：tryAcquire实现非阻塞获取

// 尝试获取许可，500毫秒超时
if (semaphore.tryAcquire(500, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
    try {
        // 成功获取许可
    } finally {
        semaphore.release();
    }
} else {
    // 获取失败，返回友好提示
}

三、CountDownLatch：线程协作的"倒计时器"

1. 运动会开幕式理解闭锁
想象运动会开幕式需要等待所有方阵入场才能开始。每个方阵到达后倒计时减1，当倒计时归零时，主持人宣布开幕。

// 创建倒计时器，初始计数为10（10个方阵）
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);

// 每个方阵线程
new Thread(() -> {
    try {
        // 方阵入场
    } finally {
        // 计数减1
        latch.countDown();
    }
}).start();

// 等待所有方阵入场（阻塞直到计数为0）
latch.await();
// 宣布开幕

2. 实战技巧：批量接口的超时控制

// 最多等待3秒，避免无限阻塞
if (latch.await(3, TimeUnit.SECONDS)) {
    // 所有任务完成
} else {
    // 部分任务超时，做降级处理
}

3. 高级用法：实现线程池的优雅关闭

// 等待所有任务完成再关闭线程池
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(taskCount);

executorService.submit(() -> {
    try {
        // 任务逻辑
    } finally {
        latch.countDown();
    }
});

latch.await();
executorService.shutdown();

四、90%的人都会踩的3个坑

1. Semaphore忘记释放许可

   // 错误示范
   if (condition) {
       semaphore.acquire();
       // 业务逻辑
       semaphore.release(); // 若业务逻辑抛异常，这里不会执行
   }
   

   ✅ 正确做法：必须在finally中释放

2. CountDownLatch计数设置错误

   // 错误示范：创建时计数为5，却调用了6次countDown()
   CountDownLatch latch = new CountDownLatch(5);
   for (int i = 0; i < 6; i++) {
       new Thread(latch::countDown).start();
   }
   

   ✅ 正确做法：确保countDown()调用次数与初始计数一致

3. 滥用CountDownLatch代替线程池
   不要为每个任务创建新线程，应该配合线程池使用

五、并发工具类的选型指南

六、写在最后

并发工具类就像乐高积木，单独使用功能有限，组合起来却能搭建复杂系统。比如：

• Semaphore + CountDownLatch：实现有限线程池的批量任务执行
• CyclicBarrier + Phaser：处理分阶段的大数据计算

最后留一道思考题：如何用Semaphore实现一个简单的限流器？欢迎在评论区留下你的实现方案，最佳答案将获得《Java并发编程实战》电子书！

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