大家好，我是程序员二叉。
简介
AQS是JUC锁体系的基石，ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore底层全部依赖AQS实现，属于大厂面试高频压轴考点。本文完整讲解AQS定义、核心思想、底层结构、两种工作模式、排队唤醒流程、双向链表设计原因，逻辑闭环，适用于面试背诵。欢迎点赞关注收藏。
一、AQS是什么？核心设计思想
1. AQS定义
AQS全称 AbstractQueuedSynchronizer ，抽象队列同步器，是java.util.concurrent.locks包下基础抽象类，是JUC中所有锁、同步工具的底层骨架。
ReentrantLock、ReadWriteLock、CountDownLatch、Semaphore、CyclicBarrier全部基于AQS实现。
2. 核心设计思想
- 用一个volatile修饰的state整数代表同步状态，通过CAS原子修改状态实现竞争；
- FIFO双向阻塞队列存放等待线程，竞争失败的线程入队阻塞；
- 划分独占、共享两种资源获取模式，适配排他锁与共享锁场景；
- 模板方法模式：父类定义整体流程，子类重写少量try获取/释放状态的方法，自定义同步逻辑。
二、AQS底层两大核心结构：state状态 + 双向阻塞队列
1. state同步状态（volatile int）
- 是资源计数器，含义由子类自定义：
- ReentrantLock：0=无锁，>0=重入次数；
- CountDownLatch：初始值为等待计数，减到0唤醒所有线程；
- Semaphore：代表剩余许可数量。
- 被
volatile修饰，保证多线程可见性；依靠Unsafe的CAS实现无锁原子更新。
2. 双向阻塞队列
队列节点为静态内部类Node，每个Node封装：
- 绑定的Thread线程对象；
- waitStatus等待状态（取消、等待、唤醒、条件等待等）；
prev前驱指针、next后继指针，构成双向链表；
- 队列虚拟头结点head、尾结点tail，无实际线程，仅用于占位简化头尾操作；
- 竞争锁失败的线程封装为Node，插入队尾；释放资源时从队头依次唤醒等待线程。
三、AQS独占模式、共享模式区别
1. 独占模式（Exclusive）
- 资源同一时间仅允许一个线程持有；
- 代表实现：ReentrantLock、WriteLock写锁；
- 获取方法：
tryAcquire()，释放：tryRelease()； - 唤醒逻辑：释放后只唤醒后继一个线程，其余继续阻塞。
2. 共享模式（Share）
- 资源可同时被多个线程持有；
- 代表实现：Semaphore、CountDownLatch、ReadLock读锁；
- 获取方法：
tryAcquireShared()（返回int，>0代表还有剩余资源），释放：tryReleaseShared()； - 唤醒逻辑：释放后会传播唤醒，持续唤醒后续可拿到资源的所有共享线程。
四、AQS线程排队、唤醒完整流程
1. 线程排队入队流程
- 线程调用acquire获取同步资源，先执行子类
tryAcquire尝试拿锁； - 获取失败，调用
addWaiter把当前线程封装成Node； - 快速尝试CAS插入队尾，失败则进入
enq自旋循环，直到成功插入双向队列尾部； - 插入完成后执行
acquireQueued：自旋判断自身是否是头结点后继，尝试再次拿锁； - 拿锁依旧失败，校验前驱节点状态，安全前提下调用
LockSupport.park()阻塞线程。
2. 资源释放、线程唤醒流程
- 持有线程调用release释放资源，执行子类
tryRelease修改state状态； - 释放成功，找到head头结点；
- 找到head有效后继节点（过滤取消状态的节点）；
- 使用
LockSupport.unpark()唤醒后继节点绑定的线程； - 被唤醒线程回到自旋逻辑，再次尝试竞争state资源；竞争成功后把自身设置为新head，旧head断开GC回收。
五、AQS阻塞队列为什么要用双向链表？
- 支持从后向前快速取消节点
线程等待过程中可中断取消，单向链表删除中间节点必须从头遍历；双向链表依靠prev前驱指针，能直接快速定位、断开自身，效率极高。 - 处理节点状态、安全校验
判断是否可以安全park阻塞时，需要校验前驱节点waitStatus状态，prev指针可以直接拿到前驱，无需从头遍历队列。 - 头尾操作更稳定
入队自旋时tail尾指针CAS失败，依靠双向指针稳定重试插入；唤醒时从head向后遍历，双向结构保证指针不会断裂、丢失节点。 - 容错性更强
单向链表一旦某个节点next指针丢失，后续全部节点失联；双向链表任意节点可通过prev回溯修复链路，队列结构更健壮。
面试速记总结
- AQS是JUC同步器底层模板，state+双向队列是两大基石；
- 模板方法：父类管排队阻塞，子类重写tryAcquire/tryRelease自定义逻辑；
- 独占单线程持有，共享多线程并发持有；
- 竞争失败入队park阻塞，释放unpark唤醒队头后继；
- 双向链表核心优势：快速取消中断节点、回溯校验前驱、队列容错健壮。