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Java 中 AQS 的独占模式与共享模式在 Lock 接口中的体现

轻涛小哥_2766

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发布时间:2026-07-29 11:26:11

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来源于php中文网

原创

Lock接口仅支持独占模式,其方法设计严格遵循“一次仅一个线程持有”语义;共享模式由ReadWriteLock、Semaphore等独立接口或同步器实现,AQS通过tryAcquire/tryRelease与tryAcquireShared/releaseShared分别支撑两种模式。

java 中 aqs 的独占模式与共享模式在 lock 接口中的体现

Java 中 AQS 的独占模式与共享模式并不直接体现在 Lock 接口本身,因为 Lock 接口只定义了独占语义的操作(如 lock()、unlock()、tryLock()),它天然对应 AQS 的独占模式。共享模式的语义无法通过 Lock 接口表达,而是由其他接口(如 ReadWriteLock)或具体同步器(如 CountDownLatch、Semaphore)承载。

Lock 接口只支持独占语义

Lock 接口的方法签名和行为设计完全围绕「一次仅一个线程持有」展开:

  • lock() 阻塞获取,成功即获得唯一访问权
  • tryLock() 非阻塞尝试,返回 true 表示独占成功
  • unlock() 释放后仅唤醒队列头部的一个等待线程(unparkSuccessor)
  • 所有实现类(如 ReentrantLock)内部都使用 AQS.tryAcquire/tryRelease,返回布尔值,不涉及传播逻辑

共享语义需绕过 Lock 接口另行实现

当需要多个线程同时进入时,Java 并不会扩展 Lock 接口来支持共享,而是提供独立的抽象:

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  • ReadWriteLock 接口分离读锁与写锁:其 readLock() 返回的 Lock 实例实际是共享语义的封装(底层调用 AQS.acquireShared),但对外仍实现 Lock 接口——这是语义伪装,不是真正兼容
  • CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier 等不实现 Lock,而是直接基于 AQS 的共享模式构建,使用 tryAcquireShared 和 releaseShared
  • 任何试图让一个 Lock 实例支持共享行为的做法,都会破坏接口契约,导致调用方误判(例如 isHeldByCurrentThread() 在读锁场景下失去意义)

ReadWriteLock 是关键桥梁

ReentrantReadWriteLock 是唯一将独占与共享共存于同一 AQS 实例的典型:

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  • 写锁(writeLock())走独占路径:tryAcquire → 修改低 16 位 state
  • 读锁(readLock())走共享路径:tryAcquireShared → 检查高 16 位并尝试 CAS 增加
  • 两者共享同一队列,靠 Node 的 nextWaiter == Node.SHARED 区分等待类型,唤醒时分别处理
  • 但注意:readLock() 返回的 Lock 对象只是外观层包装,其 lock() 方法内部调用的是 acquireShared(1),而非标准独占流程

设计意图清晰:接口职责单一

AQS 的双模式与 Java 并发接口体系是解耦设计的体现:

  • Lock 接口专注「互斥控制」,对应现实中的「排他性资源」(如账户余额修改)
  • 共享需求被归入更上层的语义模型:ReadWriteLock(读写分离)、Semaphore(许可池)、CountDownLatch(到达门闩)
  • 这种分离避免了接口膨胀,也防止使用者混淆「能否并发」这一根本语义差异

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