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AQS加锁机制与Synchronized惊人的相似之处

后端

前言

在并发多线程编程中，为了保证数据安全性和一致性，通常需要对共享数据进行同步操作，这可以通过加锁机制来实现。Java中提供了两种常用的同步机制：Synchronized和AQS（AbstractQueuedSynchronizer）。本文将深入探讨这两种锁机制的相似之处，帮助读者理解和掌握它们的原理和应用。

一、加锁机制概述

1. 同步锁与排它锁

在计算机科学中，同步锁是一种用于协调多个线程访问共享资源的机制，以防止冲突并确保数据的完整性和一致性。排它锁是一种特殊类型的同步锁，它允许只有一个线程在任何给定时间访问共享资源，从而确保资源在任何给定时间都只能被一个线程使用。

2. Synchronized

Synchronized是Java语言中内置的同步机制，它使用JVM（Java虚拟机）实现，通过在方法或代码块前添加synchronized来实现对共享资源的访问控制。Synchronized锁是重量级锁，这意味着它会引入额外的开销和性能影响。

3. AQS

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发库中的一个框架，它提供了一组用于构建各种锁和同步器的数据结构和算法。AQS锁是一种轻量级锁，它比Synchronized锁更加灵活和高效，可以实现多种同步策略，包括独占锁、共享锁、读写锁等。

二、AQS与Synchronized的相似之处

1. 实现原理

AQS和Synchronized都使用锁来实现对共享资源的访问控制。两者的实现原理都基于队列，即当一个线程尝试获取锁时，如果锁被其他线程持有，则当前线程会被放入队列中等待，直到锁被释放后才能获取锁。

2. 使用场景

AQS和Synchronized都可以用于同步多线程对共享资源的访问。但是，由于AQS的灵活性，它可以实现更多种类的同步策略，因此它在某些场景下比Synchronized更合适。例如，当需要实现读写锁或公平锁时，可以使用AQS来实现。

3. 性能差异

AQS的性能通常优于Synchronized，这是因为AQS是一种轻量级锁，而Synchronized是一种重量级锁。AQS只会在必要时才挂起线程，而Synchronized会在每次锁竞争时都挂起线程。此外，AQS还支持自旋锁，这可以进一步提高性能。

三、结语

AQS和Synchronized都是Java中常用的同步机制，它们在实现原理和使用场景上都有着惊人的相似之处。然而，AQS更加灵活和高效，在某些场景下比Synchronized更合适。了解和掌握AQS和Synchronized的特性和差异，对于编写高性能、高并发的Java程序非常重要。

附录

AQS与Synchronized的比较表

特性 Synchronized AQS
类型 重量级锁 轻量级锁
实现方式 基于JVM 基于队列
使用场景 简单同步场景 复杂同步场景
性能 较低 较高
支持的自旋锁 不支持 支持
支持的同步策略 独占锁、共享锁 独占锁、共享锁、读写锁、公平锁等

参考文献