synchronized 的实现原理？#

synchronized 是怎么加锁的呢？ 我们使用 synchronized 的时候，发现不用自己去 lock 和 unlock，是因为 JVM 帮我们把这个事情做了。

1. synchronized 修饰代码块时，JVM 采用monitorenter、monitorexit两个指令来实现同步，monitorenter 指令指向同步代码块的开始位置， monitorexit 指令则指向同步代码块的结束位置。反编译一段 synchronized 修饰代码块代码，javap -c -s -v -l SynchronizedDemo.class，可以看到相应的字节码指令。

monitorenter和monitorexit

1. 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。

同样可以写段代码反编译看一下。 synchronized修饰同步方法 synchronized 锁住的是什么呢？ monitorenter、monitorexit 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。

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ObjectMonitor() {
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    _header       = NULL;
3
    _count        = 0; // 记录线程获取锁的次数
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    _waiters      = 0,
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    _recursions   = 0;  //锁的重入次数
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    _object       = NULL;
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    _owner        = NULL;  // 指向持有ObjectMonitor对象的线程
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    _WaitSet      = NULL;  // 处于wait状态的线程，会被加入到_WaitSet
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    _WaitSetLock  = 0 ;
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    _Responsible  = NULL ;
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    _succ         = NULL ;
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    _cxq          = NULL ;
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    FreeNext      = NULL ;
14
    _EntryList    = NULL ;  // 处于等待锁block状态的线程，会被加入到该列表
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    _SpinFreq     = 0 ;
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    _SpinClock    = 0 ;
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    OwnerIsThread = 0 ;
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  }

可以类比一个去医院就诊的例子[18]：

• 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。

这个过程就和 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

Java Montior机制 所以我们就知道了，同步是锁住的什么东西：

• 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 的 owner ，此时计数器 +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。