Java 中锁机制怎么利用 AQS 的独占模式与共享模式编写一个自定义的同步组件-java教程-PHP中文网

AQS通过state变量、FIFO队列和模板方法提供同步基础设施；独占模式用tryAcquire/tryRelease，共享模式用tryAcquireShared/tryReleaseShared，二者共用队列但唤醒逻辑不同。

java 中锁机制怎么利用 aqs 的独占模式与共享模式编写一个自定义的同步组件

Java 中基于 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）实现自定义同步组件，核心在于正确重写其模板方法，并区分独占模式与共享模式的语义和行为。AQS 本身不直接提供锁逻辑，而是通过 state 状态变量 + FIFO 同步队列 + 模板方法协作机制，为上层提供统一的线程阻塞/唤醒、排队、状态管理基础设施。

理解 AQS 的两种模式本质

独占模式（Exclusive）强调“排他性”：同一时刻最多一个线程能获取成功（如 ReentrantLock），其他线程必须等待；共享模式（Shared）允许多个线程同时获取成功（如 Semaphore、CountDownLatch），只要资源允许。

独占模式由 tryAcquire / tryRelease 控制，AQS 内部调用它们决定是否入队或唤醒后继
共享模式由 tryAcquireShared / tryReleaseShared 控制，返回值为负数表示失败、0 表示获取但无剩余、正数表示成功且还有剩余资源可被其他线程获取
两种模式的等待队列是同一套，但唤醒逻辑不同：独占模式只唤醒一个后继，共享模式可能连续唤醒多个（需在 doAcquireShared 中循环检查）

编写一个可重入的独占锁（ReentrantLock 简化版）

继承 AbstractQueuedSynchronizer，维护 state 表示持有次数，记录当前持有线程以支持可重入：

static class SimpleReentrantLock extends AbstractQueuedSynchronizer {
    // 尝试获取独占锁
    protected boolean tryAcquire(int acquires) {
        Thread current = Thread.currentThread();
        int c = getState();
        if (c == 0) {
            if (compareAndSetState(0, acquires)) {
                setExclusiveOwnerThread(current);
                return true;
            }
        } else if (getExclusiveOwnerThread() == current) {
            setState(c + acquires); // 可重入：同一线程多次 acquire
            return true;
        }
        return false;
    }
<pre class="brush:php;toolbar:false;">// 尝试释放独占锁
protected boolean tryRelease(int releases) {
    int c = getState() - releases;
    if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread())
        throw new IllegalMonitorStateException();
    boolean free = (c == 0);
    if (free)
        setExclusiveOwnerThread(null);
    setState(c);
    return free;
}

// 提供对外 API
void lock() { acquire(1); }
void unlock() { release(1); }

}

注意：acquire(1) 和 release(1) 是 AQS 提供的模板方法，内部已封装排队、阻塞、唤醒等逻辑，无需手动处理线程调度。

Java Maven Code Review

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编写一个带计数的共享锁（类似 Semaphore）

实现一个简单信号量：初始化时指定许可数，acquire() 减少许可，release() 增加许可，允许多个线程并发获取：

static class SimpleSemaphore extends AbstractQueuedSynchronizer {
    SimpleSemaphore(int permits) {
        setState(permits);
    }
<pre class="brush:php;toolbar:false;">// 共享模式获取：尝试减少一个许可
protected int tryAcquireShared(int acquires) {
    for (;;) {
        int available = getState();
        int remaining = available - acquires;
        if (remaining <p>}</p>

关键点：tryAcquireShared 返回值决定了后续行为——返回 ≥ 0 时，AQS 会继续唤醒后续共享节点；返回负数则当前线程入队等待。