Atomics.wait 与 notify 实现多线程原子锁同步方法

本文深入解析了如何利用 Atomics.wait 和 Atomics.notify 在多个 Web Worker 之间构建轻量、高效的原子锁同步机制——通过 SharedArrayBuffer 共享一个整数状态（0空闲/1占用），结合循环条件检查、阻塞等待与精准唤醒，实现真正跨线程的协作式临界区保护；文章不仅厘清了跨域隔离、视图一致性、虚假唤醒应对等关键实践要点，还直击常见误用陷阱，并给出可落地的递增计数器示例，为高并发共享内存编程提供了清晰、可靠且符合现代浏览器安全模型的同步方案。

要用 Atomics.wait 和 Atomics.notify 在多个 Worker 间实现原子锁，核心是用一个共享整数作为“锁状态”，配合阻塞等待与精准唤醒。它不是传统意义上的互斥锁，而是一种基于条件的协作式同步机制。

准备共享内存与锁视图

主线程需创建 SharedArrayBuffer 并初始化为整数数组（如 Int32Array），其中第一个元素代表锁状态：0 表示空闲，1 表示已被占用。

• 必须启用跨域隔离：服务端响应头含 Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp 和 Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
• 本地开发不能用 file://，得通过 localhost 启服务（例如 npx serve）
• 主线程创建后，用 postMessage(sab, [sab]) 将缓冲区传给每个 Worker，确保传输的是底层 SharedArrayBuffer 而非拷贝
• 所有线程（主线程和每个 Worker）必须使用相同类型、相同偏移的视图访问，例如都用 new Int32Array(sab)

Worker 中实现“获取锁-执行-释放锁”流程

每个 Worker 在操作共享资源前，先尝试获取锁；获取失败则等待，直到被通知唤醒。

• 调用 Atomics.wait(view, 0, 0, 1e5)：在索引 0 处等待，期望值为 0（空闲），超时设为 100 秒防止永久挂起
• 若返回 "ok"，说明已成功进入等待并被唤醒，此时再次检查 view[0] === 0（防止虚假唤醒），确认后用 Atomics.compareExchange(view, 0, 0, 1) 原子地将值从 0 改为 1，表示加锁成功
• 执行临界区逻辑（如更新计数器、写入共享结构等）
• 完成后，用 Atomics.store(view, 0, 0) 清空锁状态，并立即调用 Atomics.notify(view, 0, 1) 唤醒最多 1 个等待中的 Worker

避免常见陷阱

这类锁容易因误用导致死锁或竞争，关键细节必须严格遵守：

• Atomics.wait 必须在循环中使用：因为可能被信号中断或虚假唤醒，每次唤醒后都要重新验证条件是否真正满足
• 不要直接用 Atomics.add 或 Atomics.set 模拟锁——它们不提供等待能力，无法阻塞线程
• 禁止混用不同视图类型（比如主线程用 Int32Array，Worker 用 Uint8Array），否则内存对齐错乱，读写结果不可预测
• Atomics.notify 的第三个参数指定唤醒数量，设为 1 可实现 FIFO 式排队；设为 Infinity 会唤醒全部，适合广播场景但需配套状态校验

简单可运行示例逻辑

假设 3 个 Worker 共同递增一个共享计数器：

• 主线程初始化 const sab = new SharedArrayBuffer(4); const counter = new Int32Array(sab); counter[0] = 0;
• 每个 Worker 执行：Atomics.wait(counter, 0, 0); Atomics.add(counter, 0, 1); Atomics.notify(counter, 0, 1);
• 注意：实际中应包裹在 while 循环内做条件重检，且 notify 应在 store 锁状态之后调用

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