synchronized底层实现原理
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synchronized的底层实现原理：同步方法通过ACC_SYNCHRONIZED 关键字隐式的对方法进行加锁。当线程要执行的方法被标注时需要先获得锁才能执行。同步代码块通过monitorenter和monitorexit执行来进行加锁。具体实现：1、Java对象头；2、Monitor；3、线程状态流转在Monitor上体现。
1、Java对象
synchronized的底层实现是完全依赖JVM虚拟机的,所以谈synchronized的底层实现，就不得不谈数据在JVM内存的存储：Java对象头，以及Monitor对象监视器。
在JVM虚拟机中，对象在内存中的存储布局，可以分为三个区域:
- 对象头(Header)
- 实例数据(Instance Data)
- 对齐填充(Padding)
Java对象头主要包括两部分数据：
- 类型指针（Klass Pointer）：是对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例;
- 标记字段(Mark Word)：用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程 ID、偏向时间戳等等,它是实现轻量级锁和偏向锁的关键.
所以，很明显synchronized使用的锁对象是存储在Java对象头里的标记字段里。
2、Monitor
monitor描述为对象监视器,可以类比为一个特殊的房间，这个房间中有一些被保护的数据，monitor保证每次只能有一个线程能进入这个房间进行访问被保护的数据，进入房间即为持有monitor，退出房间即为释放monitor。
使用syncrhoized加锁的同步代码块在字节码引擎中执行时，主要就是通过锁对象的monitor的取用(monitorenter)与释放(monitorexit)来实现的。
3、线程状态流转在Monitor上体现
当多个线程同时请求某个对象监视器时，对象监视器会设置几种状态用来区分请求的线程：
- Contention List：所有请求锁的线程将被首先放置到该竞争队列
- Entry List：Contention List中那些有资格成为候选人的线程被移到Entry List
- Wait Set：那些调用wait方法被阻塞的线程被放置到Wait Set
- OnDeck：任何时刻最多只能有一个线程正在竞争锁，该线程称为OnDeck
- Owner：获得锁的线程称为Owner
- !Owner：释放锁的线程
拓展阅读
Synchronized 的锁升级
- 无锁：无锁没有对资源进行锁定，所有的线程都能访问并修改同一个资源，但同时只有一个线程能修改成功。
- 偏向锁：偏向锁是JDK6中引入的一项锁优化，大多数情况下，锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得，为了让线程获得锁的代价更低而引入了偏向锁。偏向锁会偏向于第一个获得它的线程，如果在接下来的执行过程中，该锁没有被其他的线程获取，则持有偏向锁的线程将永远不需要同步。
- 轻量级锁：是指当锁是偏向锁的时候，被另外的线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，从而提高性能。
- 重量级锁：指的是原始的Synchronized的实现，重量级锁的特点：其他线程试图获取锁时，都会被阻塞，只有持有锁的线程释放锁之后才会唤醒这些线程。
