深度解析synchronized的实现原理（并发一）

一、synchronized实现原理

1、synchronized实现同步的基础：

　　1）、普通同步方法：锁是当前实例对象

　　2）、静态同步方法：锁是当前类的class对象

　　3）、同步方法块：锁是括号里面的对象

2、同步代码块、同步方法示例：

step1：同步代码块：

public class SynchronizedTest {
    public synchronized void test1(){

    }

    public void test2(){
        synchronized (this){

        }
    }
}

 

step2：javap（jdk工具包命令）查看生成的class文件信息分析synchronize的实现

class文件信息如下：

 

分析：同步代码块是使用monitorenter和monitorexit指令（jvm指令）实现的

同步代码块分析：monitorenter指令插到同步代码块开始的位置

　　　　　　　　monitorexit指令插到同步代码块结束的位置

　　　　　　　　每个对象有一个与之相关联的monitor

　　　　　　　　当且一个monitor被持有之后，对象被锁定

　　　　　　　　线程执行到monitorenter指令时，获取对象对应的monitor所有权（即获取对象的锁）

同步方法分析：synchronized方法被翻译成普通方法调用+返回指令

　　　　　　　　无任何指令实现被synchronized修饰的方法

　　　　　　　　在class文件的方法表中将该方法的access_flags字段中的synchronized字段标志1——》以此付方式表明该方法时同步方法

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  ——》使用调用该方法的对象做为锁对象

二、由上面引出的两个重要概念（实现synchronized的基础）

1、Java对象头

对象头数据结构：

 

java对象头包含：Mark Word（标记字段）、Kass Pointer（类型指针）

　　Kass Pointer：

　　　　　　　　概念：对象指向它的类元数据的指针

　　　　　　　　作用：虚拟机通过这个指针确定这个对象是哪个类的实例

　　Mark Word：存储对象运行时的数据，是实现轻量级锁和指向锁的关键

　　　　　　　　存储数据有：哈希码、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳

 　　　　　　　　

2、Monitor

Monitor是一个同步工具，同步机制，是一个对象

所有的java对象都有成为Monitor的潜质

java对象有一把看不见的锁（内部锁或者Monitoe锁）

Monitor的数据结构：

Owner：保存拥有该锁的线程唯一标志

EntryQ：关联一个系统的互斥锁，阻塞试图锁住monitor record失败的线程

RcThis：表示阻塞或者等待在该monitor record上的线程个数

Nest：用来实现重入锁的计数

HashCode：保存从对象头拷过来的HashCode值

Candidate：用来避免不必要的阻塞和等待线程唤醒，有0（表示没有需要唤醒的线程）、1（表示要唤醒一个继任线程来竞争锁）