Java程序员必会Synchronized底层原理剖析

synchronized作为Java程序员最常用同步工具，很多人却对它的用法和实现原理一知半解，以至于还有不少人认为synchronized是重量级锁，性能较差，尽量少用。,但不可否认的是synchronized依然是并发首选工具，连volatile、CAS、ReentrantLock都无法动摇synchronized的地位。synchronized是工作面试中的必备技能，今天就跟着一灯一块深入剖析synchronized的底层原理。,synchronized是Java提供一种隐式锁，无需开发者手动加锁释放锁。保证多线程并发情况下数据的安全性，实现了同一个时刻只有一个线程能访问资源，其他线程只能阻塞等待，简单说就是互斥同步。,先看一下synchronized有哪几种用法？,可以看到被锁对象只要有两种，实例对象和class类。,当我们使用synchronized在方法和对象上加锁的时候，Java底层到底怎么实现加锁的？,当在类对象上加锁的时候，也就是在class类加锁，代码如下：,反编译一下，看一下源码实现：,,可以看到，底层是通过monitorenter和monitorexit两个关键字实现的加锁与释放锁，执行同步代码之前使用monitorenter加锁，执行完同步代码使用monitorexit释放锁，抛出异常的时候也是用monitorexit释放锁。,写成伪代码，类似下面这样：,当在实例方法上加锁，底层是怎么实现的呢？代码如下：,再反编译看一下底层实现：,,这次只使用了一个ACC_SYNCHRONIZED关键字，实现了隐式的加锁与释放锁。其实无论是ACC_SYNCHRONIZED关键字，还是monitorenter和monitorexit，底层都是通过获取monitor锁来实现的加锁与释放锁。,而monitor锁又是通过ObjectMonitor来实现的，虚拟机中ObjectMonitor数据结构如下（C++实现的）：,,图上展示了ObjectMonitor的基本工作机制：,当多个线程同时访问一段同步代码时，首先会进入 _EntryList 队列中等待。,当某个线程获取到对象的Monitor锁后进入临界区域，并把Monitor中的 _owner 变量设置为当前线程，同时Monitor中的计数器 _count 加1。即获得对象锁。,若持有Monitor的线程调用 wait() 方法，将释放当前持有的Monitor锁，_owner变量恢复为null，_count减1，同时该线程进入 _WaitSet 集合中等待被唤醒。,在_WaitSet 集合中的线程会被再次放到_EntryList 队列中，重新竞争获取锁。,若当前线程执行完毕也将释放Monitor并复位变量的值，以便其他线程进入获取锁。,线程争抢锁的过程要比上面展示得更加复杂。除了_EntryList 这个双向链表用来保存竞争的线程，ObjectMonitor中还有另外一个单向链表 _cxq，由两个队列来共同管理并发的线程。,