java并发之synchronized

java实现同步互斥访问有两种方式，synchronized和Lock。

Sychronized是java实现的内置锁，由jvm实现。通过编译Synchronized代码块为字节码可以发现，加锁逻辑被翻译为monitorenter和monitorexit两条指令。Synchronized是对象锁，锁的是monitor对象，对于锁的实现这里不再解释，其由jvm实现，实现原理reentrantlock的原理类似，都是获取不到锁，线程会被挂起在一个队列中。

1、编译字节码

javap -verbose Xxx

注：Xxx为字节码文件，不需要带.class

2、例子

 

可以看出同步代码快的上下被monitorenter和monitorexit两条指令包裹，分别代表加锁和解锁。

 

同时，synchronzed的在1.5版本后还有以一个大优化，就是锁的膨胀升级。在早期版本，synchronized会直接加一把重量级锁。等待锁的线程会被挂起，线程的挂起和激活涉及到从用户态和内核态之间的转换，耗时耗力。在新版本中，synchronized提供了三层锁的升级，从无锁--》偏向锁--》轻量级锁--》重量级锁。

1、锁标识

java对象头中有一段Mark word区域，在锁膨胀的过程中，这段空间会标识不同的含义。

 

 2、synchronized锁升级过程

 当线程a来争夺锁的时候，首先对象升级为偏向锁。线程a通过cas操作尝试将锁对象的mark word的线程id设置为自己。

如果a还没释放锁的时候，线程b来争夺锁。b通过cas尝试获取锁，失败后，b会申请将锁升级为轻量级锁。线程a会找一个程序安全点，暂停线程，将锁升级为轻量级锁。线程a会将mark word的值拷贝到线程栈中，并且将锁对象的mark word修改为指向其线程栈中锁记录的指针。

此时线程b会通过自旋来尝试获取锁，若一定次数没有获取，就会申请将锁升级为重量级锁，同时进入阻塞状态。等线程a释放锁后，再将线程b唤醒，开启一段新的锁争夺。