嗨，我完全理解你的需求——想要一个类似信号量但允许“超额抢占”的分布式组件，哪怕许可耗尽也能强制获取，同时要保证所有操作原子性，还要适配Spring Boot 3 + Java 17环境。先直接给你梳理下情况：

有没有现成的开箱即用方案？ #

很遗憾，目前主流的Redis分布式信号量实现（比如Redisson的RSemaphore、Jedis的Semaphore相关组件）都没有直接支持这种“溢出”特性。Redisson的RSemaphore是严格基于许可数的，不允许超额获取，所以确实没有现成的、经过充分测试的官方组件能直接满足你的需求，自定义实现是绕不开的，但我们可以优化你的初始方案，解决效率问题。

你的初始方案的问题分析 #

你用RSemaphore加RAtomicLong的思路是对的，但核心问题出在release()方法的循环CAS逻辑上：在高并发场景下，多个客户端同时调用release时，会频繁触发CAS重试，导致大量的Redis往返调用，既增加了Redis的负载，也会让客户端的延迟不稳定。

优化方案：用Redis Lua脚本原子化处理逻辑 #

Redis的Lua脚本是解决这类复杂原子操作的黄金方案——因为Lua脚本在Redis端是原子执行的，能把原来客户端需要多次往返的逻辑打包成单个Redis命令执行，彻底消除竞态条件和多次调用的开销。

下面是基于Redisson的优化实现，用Lua脚本重写forceAcquire和release方法：

import org.redisson.api.RAtomicLong;
import org.redisson.api.RSemaphore;
import org.redisson.api.RScript;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.client.codec.StringCodec;

import java.util.Collections;

public class OptimizedOverflowableSemaphore {
    private final RSemaphore semaphore;
    private final RAtomicLong overflowCounter;
    private final RedissonClient redissonClient;

    // 预定义Lua脚本，缓存SHA1避免重复传输
    private static final String FORCE_ACQUIRE_SCRIPT = """
            local semaphoreKey = KEYS[1]
            local overflowKey = KEYS[2]
            -- 尝试获取信号量许可
            local acquired = redis.call('semaphore.tryAcquire', semaphoreKey, 1, 0)
            if acquired == 1 then
                return 1
            end
            -- 获取失败，增加溢出计数器
            redis.call('incr', overflowKey)
            return 0
            """;

    private static final String RELEASE_SCRIPT = """
            local semaphoreKey = KEYS[1]
            local overflowKey = KEYS[2]
            -- 先检查溢出计数器
            local currentOverflow = redis.call('get', overflowKey)
            if currentOverflow and tonumber(currentOverflow) > 0 then
                redis.call('decr', overflowKey)
                return 1
            end
            -- 没有溢出，释放信号量许可
            redis.call('semaphore.release', semaphoreKey, 1)
            return 0
            """;

    public OptimizedOverflowableSemaphore(RedissonClient redissonClient, int initialPermits, String semaphoreName, String overflowCounterName) {
        this.redissonClient = redissonClient;
        this.semaphore = redissonClient.getSemaphore(semaphoreName);
        this.overflowCounter = redissonClient.getAtomicLong(overflowCounterName);
        // 初始化信号量许可（仅第一次创建时生效）
        this.semaphore.trySetPermits(initialPermits);
        // 初始化溢出计数器为0（仅第一次创建时生效）
        this.overflowCounter.compareAndSet(0, 0);
    }

    public boolean acquire() {
        return semaphore.tryAcquire();
    }

    public void forceAcquire() {
        // 执行Lua脚本，原子完成"尝试获取+溢出计数"逻辑
        redissonClient.getScript(StringCodec.INSTANCE).eval(
                RScript.Mode.READ_WRITE,
                FORCE_ACQUIRE_SCRIPT,
                RScript.ReturnType.INTEGER,
                Collections.singletonList(semaphore.getName()),
                overflowCounter.getName()
        );
    }

    public void release() {
        // 执行Lua脚本，原子完成"优先减少溢出+释放许可"逻辑
        redissonClient.getScript(StringCodec.INSTANCE).eval(
                RScript.Mode.READ_WRITE,
                RELEASE_SCRIPT,
                RScript.ReturnType.INTEGER,
                Collections.singletonList(semaphore.getName()),
                overflowCounter.getName()
        );
    }

    // 可选：获取当前溢出数量
    public long getOverflowCount() {
        return overflowCounter.get();
    }
}

优化点说明 #

1. 减少网络IO：原来的release可能需要多次CAS重试，现在一次Lua脚本调用就完成所有逻辑，彻底消除了客户端和Redis之间的多次往返。
2. 更强的原子性：整个forceAcquire和release的逻辑在Redis端原子执行，完全避免了客户端竞态条件，比如多个线程同时调用forceAcquire时不会出现计数错误。
3. 性能稳定：高并发场景下不会出现大量重试，Redis的负载更可控，客户端延迟更稳定。

额外注意事项 #

• Lua脚本缓存：Redisson会自动缓存Lua脚本的SHA1值，后续调用会直接用SHA1执行，避免重复传输脚本内容，进一步优化性能。
• 命名空间隔离：如果你的应用中有多个这类信号量，要给semaphoreName和overflowCounterName加上唯一的命名空间，避免键冲突。
• 监控与告警：可以定期监控overflowCounter的值，如果溢出过多，可能意味着你的信号量初始许可设置不合理，需要调整或者触发告警。
• 测试覆盖：虽然是自定义实现，但基于Lua脚本的逻辑比客户端CAS重试更易测试，你可以用Redisson的测试框架模拟高并发场景，验证原子性和正确性。

如果实在不想完全自定义，也可以考虑基于Redisson的RCountDownLatch或其他组件组合，但本质上还是需要类似的原子逻辑处理，不如直接用Lua脚本的方案简洁高效。

内容来源于stack exchange