synchronized实现原理

synchronized ,jdk1.6之前是重量级锁,多线程通过获取monitor获取对象进行同步。只有获取到monitor对象的线程才能执行临界代码.获取monitor对象的过程是

调用操作系统本身的互斥 Mutex Lock指令进行的，对线程做切换，会有用户态切换到内核态，比较损耗性能。

jdk1.6之后对锁进行了优化，锁升级过程如下:无锁--偏向锁--轻量级锁--重量级锁。

锁升级过程是通过对当前锁对象的对象头mark-word进行修改锁标识位,线程id等字段进行控制的。

获取偏向锁的过程如下：

当线程进入同步代码时，判断当前对象头中mark-word相应字段是否是可偏向状态，如果是则进行cas（原子操作）修改mark-word相应字段，

写入线程id，锁标识等此时锁变为偏向锁，如果判断当前对象mark-word线程id不为空且线程id不等于自身线程id（说明被其他线程占有了(已偏向)）,则进行竞争，

导致已经得到偏向的线程释放偏向锁，清空标识，把线程改变为无锁状态或者轻量级锁状态。

获取轻量级锁的过程如下：

(1)判断当前对象是否处于无锁状态（hashcode、0、01），若是，则JVM首先将在当前线程的栈帧中建立一个名为锁记录（Lock Record）的空间，用于存储锁对象目前的Mark Word的拷贝（官方把这份拷贝加了一个Displaced前缀，即Displaced Mark Word）；否则执行步骤（3）；

(2)JVM利用CAS操作尝试将对象的Mark Word更新为指向Lock Record的指正，如果成功表示竞争到锁，则将锁标志位变成00（表示此对象处于轻量级锁状态），执行同步操作；如果失败则执行步骤（3）；

(3)判断当前对象的Mark Word是否指向当前线程的栈帧，如果是则表示当前线程已经持有当前对象的锁，则直接执行同步代码块；否则只能说明该锁对象已经被其他线程抢占了，这时轻量级锁需要膨胀为重量级锁，锁标志位变成10，后面等待的线程将会进入阻塞状态；

总结：不论是获取偏向锁，还是轻量级锁都是通过cas（原子操作）修改对象头中的某些标识字段的值,来确认是否获取到锁资源。获取到偏向锁--(如果有其他线程竞争失败则升级为)轻量级锁--(如果线程自旋后获取锁资源失败则升级为)重量级锁。

升级为重量级锁后则会产生线程阻塞,会有线程的切换系统资源的消耗。

每一个对象都会和一个monitor相关联,对象头中mark-word中LockWord中会存储monitor的引用地址,monitor对象中会存储拥有当前锁的线程的唯一标识。