AQS与读写锁的区别与性能对比

# 1. 引言

### 1.1 研究背景

随着多核处理器的普及和高并发编程需求的增加，对于并发编程中的锁机制提出了更高的要求。在并发编程中，AQS（AbstractQueuedSynchronizer）锁和读写锁是常用的同步工具。本文旨在深入探讨AQS锁和读写锁的原理与应用，比较它们之间的区别，以及通过性能对比实验来分析它们在不同场景下的性能表现。

### 1.2 研究目的

本文旨在通过对AQS锁和读写锁的介绍，对比它们的区别及性能，帮助开发者更好地选择合适的锁机制和优化并发编程性能。

### 1.3 研究意义

深入了解AQS锁和读写锁的原理与应用，有助于理解并发编程中的锁机制选择和性能优化，提高代码质量和性能，为并发编程相关技术的选型提供参考依据。

# 2. AQS锁介绍

### 2.1 AQS锁概述

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发包中的一个同步器基类，它提供了一种实现锁和其他同步器的基础框架。AQS锁是通过一个FIFO队列来管理等待线程，并通过内置的状态变量控制线程的获取和释放锁的行为。

AQS锁有两种模式：独占模式和共享模式。独占模式下，只有一个线程能够获取锁，其他线程需要等待；共享模式下，多个线程可以同时获取锁。

### 2.2 AQS锁原理

AQS锁的核心思想是通过一个volatile变量来表示锁的状态，其中0表示未被锁定，1表示被锁定。当一个线程尝试获取锁时，会使用CAS操作来修改锁状态变量，若修改成功则获取到锁，否则将进入等待队列。

AQS锁的等待队列是一个双向链表，每个节点都表示一个等待获取锁的线程。线程在等待队列中的节点上等待，直到其它线程释放锁时被唤醒。

### 2.3 AQS锁应用场景

AQS锁可以用于实现多种同步机制，如ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等。它在并发编程中有广泛的应用场景，常用于线程安全的数据结构、资源池等的实现。

AQS锁的灵活性和可扩展性使得它适用于不同的并发场景，可以根据具体的需求进行定制化的使用。

// 示例代码：使用AQS锁实现可重入锁

public class ReentrantLock {
    private static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
        // 重写tryAcquire()方法
        protected boolean tryAcquire(int acquires) {
            if (compareAndSetState(0, 1)) {
                setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
                return true;
            }
            if (Thread.currentThread() == getExclusiveOwnerThread()) {
                setState(getState() + 1);
                return true;
            }
            return false;
        }

        // 重写tryRelease()方法
        protected boolean tryRelease(int releases) {