synchronized

synchronized

1、定义：

synchronized：是一种互斥锁，一次只能允许一个线程进入被锁住的代码块；

2、场景：

（1）修饰实例方法，对应锁是对象实例

（2）修饰对象方法，对应锁是当前类的class实例

（3）修饰代码块，对应锁是传入synchronized的对象实例

3、原理：

从反编译来看：

修饰方法时，编译器会生成ACC_SYNCHRONIZED关键字来标识；

修饰代码块时，会依赖 monitorenter 和 monitorexit 指令

前置知识：

不管是修饰什么，对应的锁都是一个对象；在内存中，对象又分为三部分：对象头，对象实际数据、对齐填充；

其中我们需要重点关注对象头中的 MarkWord 的信息，他会记录对象关于锁的信息；每个对象会存在一个与之对应的monitor对象，monitor中存储着当前持有锁的线程和等待锁的线程队列

Mark Word对锁的状态记录一共有4种：无锁、偏向锁、轻量级锁和重量级锁

无锁

偏向锁：Jvm认为只有某个线程会执行同步代码，MarkWord会直接记录线程的id；只要线程进来，就会对比线程id，如果相等则获取得到锁，执行同步代码；如果id不同，则用CAS尝试修改线程id，如果修改成功，则可以获取得到锁，执行同步代码；如果修改失败，则说明有竞争环境，撤销偏向锁，升级为轻量锁；

轻量级锁：线程会在栈帧下创建LockRecord，并拷贝MarkWord信息，有一个onwer指针指向加锁的对象；当线程执行到同步代码，尝试用CAS将MarkWord指向到线程栈帧的LockRecord，如果成功，则获取轻量锁；如果失败，则自旋（重试），自旋一定程度后，升级到重量级锁；

重量级锁：monitor对象会存储当前进入线程的id，设置MarkWord的monitor地址，将阻塞的线程存储在monitor的等待线程队列中；他加锁依赖操作系统的mutex指令，需要用户态和内核态切换，性能损耗十分明显；（JDK 1.6之前是重量级锁）

引入了偏向锁和轻量级锁，就是为了在不同的使用场景使用不同的锁，进而提高效率。锁只有升级，没有降级

不同锁场景：

（1）只有一个线程进入临界区，使用偏向锁；

（2）多个线程交替进入临界区，使用轻量级锁；

（3）多个线程同时进入临界区，使用重量级锁；