Java中 AQS AbstractQueuedSynchronizer 独占模式与共享模式的定义与区别

老瑶姑娘_6615

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2026-07-19

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aqs中独占模式与共享模式本质是两种资源访问契约:独占模式一次仅允许一个线程持有资源,对应排他语义,核心方法为tryacquire/tryrelease,state表持有状态,唤醒仅一个后继;共享模式允许多线程并发获取,对应协作语义,核心方法为tryacquireshared/tryreleaseshared,state表剩余资源数,释放时传播唤醒多个后继。

java中 aqs abstractqueuedsynchronizer 独占模式与共享模式的定义与区别

AQS 中的独占模式和共享模式,本质是两种不同的资源访问契约,不是语法层面的开关,而是由子类实现哪组方法、以及如何解释 state 值共同决定的。

独占模式:一次只让一个线程进临界区

它对应“排他性”语义:资源在同一时刻只能被一个线程持有。典型如 ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock 的写锁。

  • 核心方法是 tryAcquire(int arg) 和 tryRelease(int arg) —— 返回 true 表示抢锁成功,false 则入队等待
  • state 通常表示锁的持有状态:0 代表无锁,1 代表已被占用;可重入锁还会用它记录重入次数
  • 释放锁时调用 unparkSuccessor,只唤醒同步队列中排在最前面的**一个**有效后继节点
  • 节点在队列中用 nextWaiter == null 标识为独占模式(Node.EXCLUSIVE)

共享模式:允许多个线程同时通行

它对应“协作性”语义:多个线程可并发获取资源,只要条件满足。典型如 Semaphore、CountDownLatch、读写锁的读锁。

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  • 核心方法是 tryAcquireShared(int arg) 和 tryReleaseShared(int arg)
  • tryAcquireShared 返回值有明确含义:负数(失败)、0(成功但不唤醒后续)、正数(成功且需传播唤醒)
  • state 通常表示可用资源数,比如许可数量或倒计时剩余值
  • 释放时调用 doReleaseShared,会循环尝试唤醒后续所有能成功的共享节点,直到遇到失败或队列尾
  • 节点用 nextWaiter == Node.SHARED 标识为共享模式

关键区别不只是“能不能多人用”,更在行为契约上

两种模式共用同一套 FIFO 同步队列,但唤醒逻辑、状态语义、节点标记完全不同,不能混用。

  • 唤醒粒度不同:独占只唤醒一个;共享可能连续唤醒多个
  • state 解释不同:独占侧重“是否被占”,共享侧重“还剩多少”
  • 返回值语义不同:独占是布尔逻辑;共享是带传播意图的整数信号
  • 子类不应在一个同步器里同时支持两种模式,除非像 ReentrantReadWriteLock 那样通过不同 API 明确隔离读/写路径

选哪种模式,取决于你要建的同步器想表达什么

如果资源必须互斥访问(比如修改共享变量),就走独占;如果只是协调多个线程对某类资源的配额使用(比如限制并发请求数),就用共享。

写自定义同步器时,选错模式或返回值含义不对,轻则功能失效,重则导致死锁或 CPU 空转。

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