synchronized的用法；synchronized实现原理-摩杜云开发者社区

一、synchronized

synchronized用来保证代码的原子性，通常有三种用法：

1.1修饰实例方法

作用于当前对象实例枷锁，进入同步代码前要获得当前对象实例的锁。

synchronized void method() {
	//业务代码
}

1.2修饰静态方法

给当前类枷锁，会作用于类的所有对象实例，进入同步代码前要获得当前class的锁，因为静态成员不属于任何一个对象，是类成员（static表明这是该类的一个静态资源，不管new了多少个对象，只有一份）。

如果一个线程A调用一个实例对象的非静态synchronized方法，而线程B需要调用这个实例对象所属类的静态synchronized方法，是允许的，不会发生互斥现象，因为访问静态synchronized修饰的方法占用的是当前类的锁，而访问非静态synchronized方法占用的是当前实例对象的锁。

synchronized void static method(){
  //方法体
}

1.3修饰代码块

指定加锁对象，对给定对象/类加锁。

synchronized(this/object)表示进入同步代码库前要获得给定对象的锁。

snychronized(类.class)表示进入同步代码前要获得当前class的锁。

synchronized(this){
  //业务代码
}

二、synchronized实现原理

2.1synchronized是怎么加锁的？

使用synchronized不用自己lock和unlock，因为JVM帮我们把这个事情做了。

1、synchronized修饰代码块时，JVM采用monitorenter、moniterexit两个指令来实现同步，monitorenter指令指向同步代码块的开始，monitorexit指令指定同步代码块的结束位置。

反编译一段synchronized修饰的代码块：

javap -c -s -v -l SynchronizedDemo.class

可以看到相应的字节码指令：

synchronized的用法；synchronized实现原理_加锁

2、synchronized修饰同步方法时，JVM采用ACC_SYNCHRONIZED标记符来实现同步，这个标识指明了该方法是一个同步方法。

反编译代码如下：

synchronized的用法；synchronized实现原理_代码块_02

2.2synchronized锁住的是什么

monitorenter、moniterexit或者ACC_SYNCHRONIZED都是基于Monitor实现的。

实例对象结构里有对象头，对象头里面有一块结构叫Mark Word，Mark Word指针指向了monitor。

所谓的Monitor其实是一种同步工具，也可以说是一种同步机制。在Java虚拟机（HotSpot）中，Monitor是由ObjectMonitor实现的，可以叫做内部锁，或者Monitor锁。

ObjectMonitor的工作原理：

ObjectMonitor有两个队列：WaitSet、EntryList，用来保存ObjectWaiter对象列表；

_owner，获取Monitor对象的线程进入_owner区时，_count+1。如果线程调用了wait()方法，此时会释放Monitor对象，_owner恢复为空，_count-1。同时该等待线程进入_WaitSet中，等待被唤醒。

ObjectMonitor() {
  _header = NULL;
  _count = 0; // 记录线程获取锁的次数
  _waiters = 0,
  _recursions = 0; //锁的重入次数
  _object = NULL;
  _owner = NULL; // 指向持有ObjectMonitor对象的线程
  _WaitSet = NULL; // 处于wait状态的线程，会被加入到
  _WaitSet
  _WaitSetLock = 0 ;
  _Responsible = NULL ;
  _succ = NULL ;
  _cxq = NULL ;
  FreeNext = NULL ;
  _EntryList = NULL ; // 处于等待锁block状态的线程，会被加入
  到该列表
  _SpinFreq = 0 ;
  _SpinClock = 0 ;
  OwnerIsThread = 0 ;
}

可以类比一个去医院就诊的例子：

首先，患者在门诊大厅前台或自助挂号机进行挂号；

随后，挂号结束后患者找到对应的诊室就诊：

诊室每次只能有一个患者就诊；

如果此时诊室空闲，直接进入就诊；

如果此时诊室内有其它患者就诊，那么当前患者进入候诊室，等待叫号；

就诊结束后，走出就诊室，候诊室的下一位候诊患者进入就诊室。

synchronized的用法；synchronized实现原理_代码块_03

这个过程和Monitor机制比较相似：

门诊大厅：所有待进入的线程都必须先在入口Entry Set 挂号才有资格；

就诊室：就诊室_Owner 里里只能有一个线程就诊，就诊完线程就自行离开

候诊室：就诊室繁忙时，进入等待区（Wait Set），就诊室空闲的时候就从等

待区（Wait Set）叫新的线程

synchronized的用法；synchronized实现原理_JVM_04

那么，同步锁到底锁的是什么呢？

monitorenter，在判断拥有同步标识ACC_SYNCHRONIZED抢先进入此方法的线程会优先拥有Monitor和owner，此时计算器+1。

monitorexit，当执行完退出后，计数器-1，归0后被其他进入的线程获得。