说下对AQS的理解

Corey2026/7/19大约 3 分钟面试题面试题

来源：说下对AQS的理解

一、标准面试回答模版（建议背诵）

面试官： 说下对 AQS 的理解。

Fox版标准回答：

“AQS（抽象队列同步器）是 JUC 包下的核心组件，它是构建锁和其他同步组件（如 ReentrantLock、CountDownLatch）的基础框架。

它的核心思想可以概括为：‘一个状态，一个队列，两个动作’。

核心数据结构：

State（资源状态）：内部维护了一个 volatile int state 变量。
比如 ReentrantLock 中，state=0 代表无锁，state>0 代表有锁及重入次数。
比如 Semaphore 中，state 代表剩余信号量的数量。
CLH 队列（等待队列）：当线程抢不到资源（State）时，AQS 会把该线程封装成一个 Node 节点，扔到一个 FIFO 的双向链表中排队挂起。

核心工作流程：

加锁（Acquire）：尝试用 CAS 操作修改 state。
如果成功，拿锁走人。
如果失败，封装成 Node 入队，并调用 LockSupport.park() 让线程阻塞。
解锁（Release）：修改 state（通常是减 1）。
如果 state 归零，表示锁彻底释放，AQS 会唤醒（unpark）队列头部的线程去抢锁。

设计模式：

AQS 使用了模板方法模式 (Template Method Pattern)。它封装了排队、阻塞、唤醒等复杂的底层逻辑，子类（如 ReentrantLock）只需要实现 tryAcquire 和 tryRelease 等简单的方法来定义‘什么是获取成功，什么是释放成功’即可。”

二、图解 AQS 架构

面试时，脑子里必须有这张图。这是 AQS 的灵魂。

State：资源的交通灯。
ExclusiveOwnerThread：记录当前谁拿着锁。
CLH Queue：没抢到锁的倒霉蛋们在这里排队。

三、代码实战：手写一个简单的锁

光说不练假把式。面试时如果你能说：“我可以用 AQS 几行代码写一个独占锁”，那杀伤力是核弹级的。

import java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer;

// 自定义一个简单的独占锁（不可重入）
public class MySimpleLock {

    // 静态内部类继承 AQS
    private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {

        // 1. 尝试获取锁
        @Override
        protected boolean tryAcquire(int arg) {
            // 利用 CAS 从 0 修改为 1
            if (compareAndSetState(0, 1)) {
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread()); // 记录霸占锁的线程
                return true;
            }
            return false;
        }

        // 2. 尝试释放锁
        @Override
        protected boolean tryRelease(int arg) {
            if (getState() == 0) throw new IllegalMonitorStateException();
            setExclusiveOwnerThread(null);
            setState(0); // 释放锁，state 归零
            return true;
        }

        // 提供 Condition
        Condition newCondition() { return new ConditionObject(); }
    }

    private final Sync sync = new Sync();

    public void lock() {
        sync.acquire(1); // 模板方法：会调用我们写的 tryAcquire，失败则自动入队阻塞
    }

    public void unlock() {
        sync.release(1); // 模板方法：会调用 tryRelease，成功则自动唤醒后续线程
    }
}

四、深度解析

如果面试官追问：“为什么 AQS 的队列是双向链表？单向不行吗？”

Fox版标准回答：

“不行！必须是双向的。

取消节点的移除：当一个线程在排队时被中断（Interrupt）或超时，它需要把自己从队列中移除。双向链表通过 prev 指针可以快速找到前驱节点，方便修改指针关系，时间复杂度是 O(1)。如果是单向链表，还得从头遍历，是 O(N)。
唤醒机制的健壮性：在 AQS 的 unparkSuccessor（唤醒后继）方法中，如果当前节点的后继节点是 null 或者是取消状态，AQS 会从 tail 节点向前遍历，找到最靠近头部的一个有效节点来唤醒。这必须依赖指向前驱的 prev 指针。 (这里能提到‘从尾部向前遍历找有效节点’，面试官就知道你绝对看过源码。)”

说下对AQS的理解

一、 标准面试回答模版（建议背诵）

二、 图解 AQS 架构

三、 代码实战：手写一个简单的锁

四、 深度解析

一、标准面试回答模版（建议背诵）

二、图解 AQS 架构

三、代码实战：手写一个简单的锁

四、深度解析