synchronized 是 Java 的關(guān)鍵字之一鸟辅，提供一種原子性的內(nèi)部鎖呕臂，Java 中的每個(gè)對象都可以把它當(dāng)作一個(gè)同步鎖使用师郑，這種 Java 內(nèi)置的使用者看不到的鎖為內(nèi)部所添忘，或叫監(jiān)視器鎖察皇。
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synchronized 內(nèi)存語義
進(jìn)入 synchronized塊不傅，即是當(dāng)前線程會(huì)從自己的工作內(nèi)存中清除 synchronized塊中使用到的變量旅掂，并從主內(nèi)存中加載。
退出 synchronized塊访娶，即是當(dāng)前線程將對 synchronized塊中使用到的變量作出的修改刷新到主存上商虐。
Monitor
簡介
即上述所提到的監(jiān)視器鎖中的監(jiān)視器（monitor），也會(huì)被翻譯為管程震肮。在操作系統(tǒng)中称龙，面對多線程操作時(shí)，通常會(huì)用到 semaphore （信號(hào)量）和mutex（互斥）這兩個(gè)重要的同步原語戳晌，但直接操作這兩者會(huì)非常復(fù)雜鲫尊。為了能夠更容易編寫正確程序，在二者的基礎(chǔ)上沦偎，提出了monitor疫向。
需要注意咳蔚，操作系統(tǒng)本身不支持monitor，monitor的支持屬于編程語言范圍搔驼，例如 C 語言不支持monitor谈火，而 Java 是支持的。對于不同語言舌涨，monitor的實(shí)現(xiàn)方式也不一樣糯耍。
monitor的發(fā)展史上，有三種不同的模型：
- Hasen模型
- Hoare模型
- MESA模型
后面提到的 monitor均指 Java 中實(shí)現(xiàn)的 monitor
Java 則參考了 MESA 模型進(jìn)行實(shí)現(xiàn)囊嘉，在 JVM 使用的 HostSpot 模擬機(jī)中温技，monitor是由 C++ 來實(shí)現(xiàn)的，主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：
ObjectMonitor() {
_header = NULL;
_count = 0; //monitor進(jìn)入數(shù)
_waiters = 0,
_recursions = 0; //線程的重入次數(shù)
_object = NULL;
_owner = NULL; //標(biāo)識(shí)擁有該monitor的線程
_WaitSet = NULL; //等待線程組成的雙向循環(huán)鏈表扭粱，_WaitSet是第一個(gè)節(jié)點(diǎn)
_WaitSetLock = 0 ;
_Responsible = NULL ;
_succ = NULL ;
_cxq = NULL ; //多線程競爭鎖進(jìn)入時(shí)的單項(xiàng)鏈表
FreeNext = NULL ;
_EntryList = NULL ; //處于等待鎖block狀態(tài)的線程舵鳞，會(huì)被加入到該列表
_SpinFreq = 0 ;
_SpinClock = 0 ;
OwnerIsThread = 0 ;
}
使用 synchronized 關(guān)鍵字，通常需要指定一個(gè)對象琢蛤，稱作monitor object蜓堕。HotSpot 會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建與該對象關(guān)聯(lián)的monitor對象。
特點(diǎn)
同一時(shí)刻博其，monitor僅支持一個(gè) 進(jìn)程 / 線程進(jìn)入monitor定義的臨界區(qū)（達(dá)成互斥）套才。同時(shí)，還需要對未能進(jìn)入臨界區(qū)的 進(jìn)程 / 線程 進(jìn)行管理贺奠，例如 阻塞 和 喚醒霜旧。monitor作為一個(gè)同步工具，能夠提供管理 進(jìn)程 / 線程狀態(tài)的機(jī)制儡率。
如若
semaphore（信號(hào)量）和mutex（互斥）挂据，還需要使用者對上述機(jī)制進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，而monitor在內(nèi)部進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)儿普，對外提供了更簡潔易用的接口崎逃。
當(dāng)線程需要獲取鎖時(shí)，會(huì)放入 Entry Set 進(jìn)行等待眉孩。
如果線程得到鎖个绍，則稱為當(dāng)前鎖的Owner。
若獲得鎖的線程運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)需要等待外部條件浪汪，則可調(diào)用wait方法巴柿，進(jìn)入Wait Set等待。
進(jìn)入Wait Set的線程會(huì)被notify的調(diào)用喚醒死遭，重新嘗試獲取鎖變?yōu)?code>Owner广恢。
還需要留意一點(diǎn)時(shí)，線程出入臨界區(qū)時(shí)呀潭，會(huì)分別執(zhí)行moniterenter/moniterexist系統(tǒng)調(diào)用钉迷，同時(shí) Java 線程實(shí)際上是對操作系統(tǒng)線程的映射至非。因此在 Java SE1.6 前，使用synchronized會(huì)造成線程狀態(tài)切換（用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)）糠聪，增大運(yùn)行開銷荒椭。在 Java SE1.6 后，synchronized得到優(yōu)化舰蟆，引入了 偏向鎖趣惠、輕量級(jí)鎖。
對象內(nèi)存模型中的鎖標(biāo)記
在此夭苗，需要了解一下 Java 對象的內(nèi)存模型信卡，Java 的對象構(gòu)成有三部分：
- 對象頭：包含 Mark Word（標(biāo)記）隔缀、Class Pointer （類信息）
- 實(shí)例數(shù)據(jù)
- 對齊填充
其中對象頭的 MarkWord 共 32 bit 题造，包含了鎖的狀態(tài)信息，可見 Mark Word 中包含了四種鎖狀態(tài)：
- 無鎖
- 偏向鎖
- 輕量級(jí)鎖
- 重量級(jí)鎖
鎖會(huì)根據(jù)競爭條件的不同進(jìn)行對應(yīng)上面四種狀態(tài)猾瘸，由上至下進(jìn)行升級(jí)界赔，且不能降級(jí)。
鎖升級(jí)過程可以參考：https://www.bilibili.com/video/BV1xT4y1A7kA?spm_id_from=333.999.0.0
參考鏈接
https://blog.csdn.net/TZ845195485/article/details/108099961
