什么是AQS的独占模式和共享模式？

面试记录 2026-09-29

题目：什么是 AQS 的独占模式和共享模式？

难度：low（题库标注）

标签：java/juc, difficulty/low

评分：⭐⭐⭐☆☆（3/5）

我的回答

AQS 的独占模式跟共享模式，其实有点类似于读锁跟写锁，MySQL 的读锁跟写锁独占就是正常的那个获取锁，进入线，进入一个线程，然后持有锁，然后其他线程等待。共享就是类似于信号量这种组件，它多个线程去更新对应的数量，更新到一定数量，多个线程都会更新，所以是共享的，大家更新完更新数量之后，达到一定量级才会执行下一步。

点评

优点：

• 独占模式的直觉对："一个线程持有，其他等待"——这个描述是正确的
• 共享模式的组件举例对：Semaphore 是共享模式的典型组件之一

不足：

• 类比不严谨：MySQL 读写锁是混合模式（读共享 + 写独占），不能拿它类比 AQS 的独占/共享——AQS 的 ReadWriteLock 是同时用两种模式才叫混合
• 共享模式的机制说偏了："多个线程去更新数量"——共享模式的核心不是"更新 state"，而是"允许多线程同时进入临界区"。Semaphore 只是实现方式之一，读锁（ReentrantReadWriteLock.ReadLock）也是共享模式，跟"更新数量"无关
• 完全没讲 AQS 核心结构：state 字段、CLH 双向链表、tryAcquire vs tryAcquireShared 两个模板方法的差别——这才是"独占 vs 共享"的机制分界点
• 没列举典型组件清单：ReentrantLock / Semaphore / ReadLock / CountDownLatch / Phaser 各自用哪种模式

补充（必背）：

独占模式 vs 共享模式对照表：

典型组件清单：

AQS 核心结构（必背）：

• volatile int state：同步状态，语义由子类决定
• Node 类：CLH 双向链表的节点，存放等待线程、等待状态
• head / tail：队列的头部和尾部
• 两个模板方法：tryAcquire / tryRelease（独占）；tryAcquireShared / tryReleaseShared（共享）——子类实现这 4 个方法之一对就完成模式选择

面试杀手锏：

• ReadWriteLock 是"双模式组合"：读锁用共享、写锁用独占，两个锁对象都是独立的 AQS 实例
• Semaphore 的 permits 存 state：p=3 意味着 3 个线程可同时进入，是共享模式最直观的例子
• 独占 vs 共享的区别就在"能否同时进入"，其他差异（state 语义、方法名）都是围绕这一点展开的

完整讲解

第一部分：知识重点剖析

核心考点定位：考察对 AQS 模板方法设计的理解，尤其"独占"和"共享"两种模式在实现层面的差异，以及它们如何支撑上层各种同步组件。

知识点拆解：

1. 底层原理：AQS 是模板方法模式的典型应用——它固定了"排队 + 阻塞/唤醒"这套骨架，把"如何判断能不能获得同步状态"这个差异点交给子类的 tryAcquire/tryAcquireShared 去实现。独占模式返回 boolean（0/1 二选一），共享模式返回 int（允许多个线程同时进入），语义差异决定了整个实现路径不同
2. 设计权衡：独占模式简单直接但并发度低，适合"临界区必须串行"的场景；共享模式灵活但实现复杂、可能加剧队头唤醒问题，适合"临界区可以并发"的场景
3. 工程实践：写锁优先的 ReadWriteLock 是共享模式的反面案例（读多写少用共享，写多时独占锁反而更优）；Semaphore 是共享模式最纯粹的实现，用 state 存许可数

第二部分：考察方向与延伸递进

考察方向：

• 深度：CLH 队列的入队/出队、LockSupport.park/unpark 的唤醒机制、独占锁的公平/非公平实现差异
• 广度：与 StampedLock 的读无锁化对比；与 synchronized 的 JIT 优化对比
• 应用：如何用 AQS 自定义一个信号量或读写锁；如何排查 AQS 相关的死锁/活锁

延伸递进面试题：

1. AQS 的独占模式和共享模式能否同时用？

• 解答要点：可以。ReentrantReadWriteLock 就是双 AQS 实例组合——WriteLock 用独占、ReadLock 用共享

1. 共享模式为什么要暴露 tryAcquireShared 的返回值（int）而不是 boolean？

• 解答要点：共享模式需要表达"还剩余多少许可"以便下一个线程继续获取；独占模式只有"拿到/没拿到"两态，用 boolean 就够

1. CountDownLatch 用的是独占还是共享？为什么？

• 解答要点：共享模式。state 存倒数次数，多个线程同时 await() 都能进入等待队列；只有当 state 减到 0 时才唤醒所有等待者

第三部分：面试者参考回答（300-600 字口语化）

面试官您好，AQS 是 Java 并发包的基础框架，本质是一个模板方法：它把"如何排队、如何阻塞、如何唤醒"这套骨架固定下来，让子类只实现"如何判断能否获得同步状态"这个差异点。核心数据结构是两个——一个是 volatile int state 表示同步状态，语义由子类决定；另一个是 CLH 双向链表存等待线程。

独占模式和共享模式的核心区别只有一个：能不能同时允许多个线程进入临界区。独占模式同一时刻只允许一个线程持有，state 的语义是"0 空闲、非0 持有次数"，模板方法是 tryAcquire 和 tryRelease，返回 boolean 表示拿到/没拿到。典型组件是 ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock.WriteLock。

共享模式允许多个线程同时进入，state 的语义是"还剩多少许可"，模板方法是 tryAcquireShared 和 tryReleaseShared，返回 int 表示剩余量以便下一个线程继续。典型组件是 ReentrantReadWriteLock.ReadLock、Semaphore、CountDownLatch——比如 Semaphore 的 permits 数直接存在 state 里，p=3 就允许 3 个线程同时进入。

ReentrantReadWriteLock 其实是"独占+共享"的组合：两个独立的 AQS 实例，写锁用独占模式、读锁用共享模式。面试里如果把 MySQL 的读写锁类比为 AQS 独占/共享，会不严谨——MySQL 读写锁本身就是"混合模式"，等价于 Java 的 ReadWriteLock。

选型上，如果临界区必须串行用独占模式，追求并发度用共享模式，读多写少用 ReadWriteLock。