AQS原理 | Java后端面试知识库

一句话答案

AQS 是 Java 并发包的骨架，核心：volatile int state（资源状态）+ CLH 队列（等待线程），ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch 都基于它。

核心要点

AQS 是 Java 并发包的骨架，ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier 都基于它实现。

核心设计：

AQS 的两个核心结构：
1. volatile int state  → 共享资源的状态（锁计数/许可数等）
2. CLH 队列（双向链表）→ 等待获取资源的线程队列

CLH 队列（FIFO 虚拟队列）：

Head（哑节点）← → Node(thread1, CANCELLED) ← → Node(thread2, SIGNAL) ← → Tail
                                                        ↑
                                                  等待被唤醒的线程

每个 Node 的状态（waitStatus）：

SIGNAL（-1）：后继节点需要被唤醒
CANCELLED（1）：线程已取消等待
CONDITION（-2）：在条件队列中等待
PROPAGATE（-3）：共享模式下传播唤醒

独占锁的获取流程（以 ReentrantLock 为例）：

1. tryAcquire()：CAS 尝试将 state 从 0 改为 1
   ├─ 成功 → 获锁，直接返回
   └─ 失败 → 当前线程封装为 Node 加入 CLH 队列尾部

2. 进入 acquireQueued() 自旋：
   ├─ 前驱节点是 Head？→ 再次 tryAcquire()（此时有机会获锁）
   │   ├─ 成功 → 出队，成为新的 Head，返回
   │   └─ 失败 → 将前驱 waitStatus 设为 SIGNAL，然后 park() 挂起
   └─ 等待前驱节点 unpark() 唤醒 → 重复自旋
   
3. 释放锁（unlock）：
   tryRelease() 将 state 改回 0
   unpark(head.next.thread) 唤醒队列中第一个等待线程

共享模式（Semaphore / CountDownLatch）：

多个线程可以同时持有（state > 0），state 减到 0 时后续线程等待
acquireShared() / releaseShared()

追问与易错

追问方向：

公平锁和非公平锁在 AQS 中怎么实现的？（公平锁先看队列是否有等待，非公平直接 CAS 抢）
AQS 的 state 在不同实现中表示什么？（ReentrantLock→重入数，Semaphore→许可数，CountDownLatch→计数）
独占模式和共享模式的区别？（独占 acquire/release，共享 acquireShared/releaseShared）

易错点：

❌ "AQS 用的是 CAS 自旋"——入队后是 park 阻塞，不是一直自旋
❌ 混淆 CLH 队列和 Condition 队列——CLH 是同步队列，Condition 是等待队列

💡 记忆锚点

AQS 像一个银行大厅：state 是柜台上的"叫号牌"（资源状态），CLH 队列是排队等号的人群。独占模式一次只叫一个人（ReentrantLock），共享模式同时叫多人（Semaphore）。拿不到号的人先试着插队问一次，不行就坐下等广播（park），前一个人办完就喊下一位（unpark）。

一句话答案 ​

一句话答案