Java Synchronized原理 | Notion

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锁定资源

如果修饰的是**具体对象：锁的是对象**；
如果修饰的是**成员方法**：那锁的就是 this ；
如果修饰的是**静态方法：锁的就是这个对象.class**。

对象头

Mark Word(标记字段)：对象的**Mark Word部分占4**个字节，其内容是一系列的标记位，比如轻量级锁的标记位，偏向锁标记位等等。
Klass Pointer（**Class对象指针）：Class对象指针的大小也是4个字节，其指向的位置是对象对应的Class**对象（其对应的元数据对象）的内存地址
对象实际数据：这里面包括了对象的所有成员变量，其大小由各个成员变量的大小决定，比如：**byte和boolean是1个字节，short和char是2个字节，int和float是4个字节，long和double是8个字节，reference**是4个字节
对齐：最后一部分是对齐填充的字节，按**8**个字节填充。

Mark Word

mark word主要用来表示对象的线程锁状态，另外还可以用来配合GC、以及存放该对象的hashCode 以64系统为例，mark word是64bit来表示：

锁类型

锁	优点	缺点	适用场景
偏向锁	加锁和解锁不需要额外的消耗，和执行非同步代码块仅存在纳秒级差距	如果线程间存在锁竞争，会带来额外的锁撤销消耗	适用于只有一个线程访问同步代码块场景
轻量级锁	竞争的线程不会阻塞，提高了程序的响应速度	如果始终得不到锁，使用自旋会消耗CPU	追求响应时间；同步代码块执行时间非常短
重量级锁	线程竞争不使用自旋，不会消耗CPU	线程阻塞，响应时间缓慢	追求吞吐量；同步代码块执行时间较长

偏向锁获取流程：

检查 Mark Word 是否为可偏向状态
如果是可偏向状态，则通过 CAS 操作将线程 ID 写入 Mark Word
如果写入成功，则获取偏向锁
如果失败，则撤销偏向锁，升级为轻量级锁

轻量级锁获取流程：

在当前线程的栈帧中创建 Lock Record
将对象头中的 Mark Word 复制到 Lock Record 中
使用 CAS 将对象头中的 Mark Word 替换为指向 Lock Record 的指针
如果成功，则获取轻量级锁
如果失败，则自旋重试或升级为重量级锁

重量级锁获取流程：

当轻量级锁自旋超过一定次数后，会升级为重量级锁
重量级锁依赖于操作系统的互斥量（mutex）实现
线程阻塞并进入等待队列，等待被唤醒
Monitor可以理解为一种同步工具，也可理解为一种同步机制，常常被描述为一个Java对象。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对象自打创建里出来就带了一把看不见的锁，它叫做内部锁或者Monitor锁。（所以每个对象都能成为一把锁）Monitor的本质是依赖于底层操作系统的Mutex Lock实现，操作系统实现线程之间的切换需要从用户态到内核态的转换，成本非常高。