4-3.同步锁

一、 Synchronized的作用范围：适用于方法以及代码块中。

类型	具体类型	作用对象	代码示例
方法	实例方法	类的实例对象	public synchronized void method(){ }
方法	静态方法	类对象	public static synchronized void method(){ }
代码块	实例对象	类的实例对象	synchronized(this){ //同步代码块，锁住的是此类的实例对象; }
代码块	Class对象	类对象	synchronized(SynchronizedDemo.class){ //锁住的是此类的实例对象; }
代码块	任意实例对象	任意实例对象	String demo='synchronized'; synchronized(demo){ //锁住的为demo对象; }

Tips: 如果Synchronized锁作用于类对象,不管多少个new实例对象,它们终究属于此类,都会被锁住,即线程之间保证同步关系.

二、Synchronized锁原理分析

当一个线程访问同步代码块时，它首先是需要得到锁才能执行同步代码，当退出或者抛出异常时必须要释放锁。

1.通过javap命令查看生成的字节码文件进行分析Synchronized锁的实现:

public class SynchronizedTest {
    public synchronized void demo(){

    }

    public void demoTwo(){
        synchronized (this){

        }
    }
}

将上述代码片段进行编译，使用javap -v SynchronizedTest.class命令进行详细信息查看（摘录部分信息如下）:

{
 public SynchronizedTest();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1    // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 1: 0

  public synchronized void demo();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_SYNCHRONIZED
    Code:
      stack=0, locals=1, args_size=1
         0: return
      LineNumberTable:
        line 4: 0

  public void demoTwo();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=3, args_size=1
         0: aload_0
         1: dup
         2: astore_1
         3: monitorenter  //监视器进入，获取锁
         4: aload_1
         5: monitorexit   //监视器退出，释放锁
         6: goto          14
         9: astore_2
        10: aload_1
        11: monitorexit
        12: aload_2
        13: athrow
        14: return
}

2.从以上信息中可以看出：

• Synchronized锁作用于代码块时是通过monitorenter和monitorexit指令进行实现的，Monitor对象是同步的基本实现单元:

  ①.monitorenter指令插入在同步代码段开始的位置,monitorexit指令插入在同步代码段结束的位置。JVM需要保证每一个monitorenter与monitorexit都是一一对应的关系。

  ②.任何对象都会存在一个对应的monitor,当这个monitor被占有,将进入锁定状态（即获取锁）使Synchronized锁进行同步，当线程获取monitor后才能继续往下执行，否则就只能等待(获取monitor的过程是互斥的，即同一时刻只有一个线程能够获取到monitor)。

• Synchronized锁作用于方法时是通过在方法修饰符上的ACC_SYNCHRONIZED标志实现的:

  `

  Synchronized作用于方法时，会被编译成普通方法的调用和返回指令，在VM字节码层并没有任何特别的指令来实现被synchronized修饰的方法，但是在Class文件的方法表中将该方法的access_flags字段中的synchronized标志位置1,表示该方法是同步方法并使用调用该方法的对象或该方法所属的Class在JVM的内部对象表示Klass做为锁对象。

  `

三、关于Monitor和对象头

1.聊聊Monitor

Monitor（内部锁），我们可以理解成为是一个同步工具,也可以描述成一种同步机制。与一切皆对象一样，所有的Java对象是天生的Monitor，每一个Java对象都有成为Monitor的潜质，因为在Java的设计中 ，每一个Java对象自打娘胎里出来就带了一把看不见的锁，它叫做内部锁或者Monitor锁。

• 在Java6版本以前，Monitor的实现完全是依赖于操作系统内部的互斥锁,犹豫需要进行用户态到系统内核态的切换，所以同步操作是一个无差别的重量级操作。

• 但是在目前版本的JDK中，JVM进行了调整，提供有三种不同的Monitor实现(即常见的三类锁):偏斜锁(Biased Locking)、轻量级锁和重量级锁。