面试鸭 Java 后端面试题, 你真的理解 AQS 原理了吗?

Step 1

Q:: 什么是AQS？

A:: AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是一个用于构建锁和同步器的框架，提供了一个基于FIFO（先进先出）等待队列的实现。AQS通过将线程的排队和状态管理抽象化，简化了同步器的开发。

Step 2

Q:: AQS的主要组成部分有哪些？

A:: AQS主要由状态（state）、等待队列（FIFO queue）和两种资源获取方式（独占和共享）组成。状态用于表示同步状态，等待队列用于管理等待线程，独占和共享模式则定义了资源的获取方式。

Step 3

Q:: AQS是如何管理线程的？

A:: AQS使用一个FIFO等待队列来管理线程。当一个线程尝试获取锁但失败时，它会被放入等待队列中。线程被唤醒时，会从队列中取出并重新尝试获取锁。AQS通过CAS操作（Compare-And-Swap）来确保线程安全。

Step 4

Q:: 什么是独占模式和共享模式？

A:: 独占模式（Exclusive）指只有一个线程能获取资源，例如ReentrantLock；共享模式（Shared）允许多个线程共享资源，例如CountDownLatch和Semaphore。AQS通过不同的模式来控制资源的访问方式。

Step 5

Q:: AQS中的状态是如何变化的？

A:: AQS中的状态使用一个整数变量来表示。通过CAS操作对状态进行修改，例如获取锁时状态增加，释放锁时状态减少。具体的状态值和含义取决于具体的同步器实现。

Step 6

Q:: 如何自定义一个同步器？

A:: 自定义同步器需要继承AQS并实现其抽象方法，如tryAcquire、tryRelease、tryAcquireShared和tryReleaseShared。这些方法定义了资源的获取和释放逻辑。通过这些方法，自定义同步器可以实现不同的同步策略。

Step 7

Q:: ReentrantLock是如何基于AQS实现的？

A:: ReentrantLock通过内部类Sync继承AQS，并实现了独占模式的资源获取和释放逻辑。在tryAcquire中，通过判断当前线程是否已经持有锁来决定是否增加锁的重入次数。在tryRelease中，减少锁的持有次数，当持有次数为0时释放锁。