Что делает семафор?

Семафор – один из старейших примитивов синхронизации. Он был изобретен Дейкстрой в 1968 году. По большому счету это счетчик, который можно увеличивать и уменьшать из разных потоков. Уменьшение до 0 блокирует уменьшающий поток. Состояние, когда счетчик больше нуля называют сигнальное состояние, операцию его увеличения – release (освобождение) или signal, уменьшения – acquire (захват) или wait.

На практике можно представить, что release – выделение квоты доступа к критической секции программы. acquire – использование необходимого объема доступной квоты, или ожидание, если её не хватает. Подробнее с деталями работы семафора поможет ознакомиться перевод статьи с картинками на хабре.

В Java семафор реализован классом Semaphore. Состоит этот класс в основном из разных форм методов acquire (с таймаутом, с игнорированием InterruptedException, неблокирующий) и release. Методы могут принимать параметр permits – тот самый объем квот, которые необходимо освободить/захватить.

Несколько вспомогательных методов позволяют узнать больше о количестве и составе очереди потоков, которые ждут освобождения пермитов. А методы availablePermits и drainPermits позволяют узнать количество оставшихся пермитов, и захватить их все соответственно. В конструкторе конфигурируются изначальное количество пермитов, и свойство fair (аналогичное свойству ReentrantLock).