synchronized是什么
synchronized是java同步锁，同一时刻多个线程对同一资源进行修改时，能够保证同一时刻只有一个线程获取到资源并对其进行修改，因此保证了线程安全性。
synchronized可以修饰方法和代码块，底层实现的逻辑略有不同。
Object obj=new Object();
synchronized(obj){
//do soming
}
编译后的代码为:
...
10 astore_2
11 monitorenter
12 aload_2
13 monitorexit
14 goto 22 (+8)
17 astore_3
18 aload_2
19 monitorexit
20 aload_3
21 athrow
22 return
当代码执行到 synchronize(obj)时，对应的字节码为 monitorenter进行加锁操作，代码执行完后就是 monitorexit进行锁的释放。两个 monitorexit是正常退出和异常退出两种情况下锁的释放。
public synchronized void test1(){
//do somthing
}
当修饰方法时是在编译后的字节码上加上了 synchronized的访问标识
Monitor机制
Monitor是一种同步机制，它的作用是保证同一时刻只有一个线程能访问到受保护的资源，JVM中的同步是基于进入和退出监视对象来实现的，是 synchronized的底层实现，每个对象实例都是一个Montor对象，Monitor对应的是底层的MonitorObject，是基于操作系统的互斥 mutex实现的。
ObjectMonitor中有几个关键属性
属性 描述 _owner 指向持有ObjectMonitor对象的线程 _WaitSet 存放处于wait状态的线程队列 _EntryList 存放处于等待锁block状态的线程队列 _recursions 锁的重入次数 _count 用来记录该线程获取锁的次数
- 进入monitor，被分配到
Entry List中，等待持有锁的线程释放锁， - 当线程获取到锁后，是锁的持有者，
owner指向当前线程 - 当线程进行
wait时进入Wait Set，等待锁的持有者进行唤醒。
synchronized锁的实现原理
- 当代码执行到被
synchronized修饰的代码块或方法时，首先通过monitor去获取对象实例的锁 - 当获取到锁时，会在对象实例的
对象头上添加锁标识位 - 没有获取到锁的线程，会进行到对对象实例的
entry list中进行等待 - 持有锁的线程的业务处理完后通过修改
对象头上锁标识位来进行释放锁 - 当线程进行
wait操作时，当前也会释放锁，然后进行wait set区等待被唤醒 - 在
entry list中处理等待的线程再次进行锁的竞争
Mark Word
一个对象的创建要经过这几步：
- 加载：如果对象的Class还没加载
- 链接：由符号引用转换为地址引用
- 初始化：执行Class的方法
- 开辟一个地址空间(可以使用TLAB技术进行优化，避免通过CAS产生的资源竞争)
- 初始化对象头信息
- 执行代码的方法
7.返回对象地址
一个对象有:对象头、实例数据和对齐填充三部分组成
对象头有：对象标记(Mark Word)和类型指针组成，如果对象是数组，对象头中还有数组的长度
在64位系统中，对象标记占8个字节，类型指针占8个字节，对象头共点16个字节
对象标记中有hashcode码、GC年龄、锁标记组成
每个字节占8位，8个字节的MarkWord共占64位
在无锁的状态下，前25位没有使用，紧接着的32位保存了对象的hashcode,在1位未使用，后面的4位对象的GC年龄,后面的3位是锁标记位。
为什么GC年龄不能超过16
在MarkWord中可以看出GC年龄标记只有4位，二进制表示就是: 1111,对应的十进制就是15。
下面通过 jol进行查看MarkWord的信息,
<dependency>
<groupid>org.openjdk.jol</groupid>
<artifactid>jol-core</artifactid>
<version>0.9</version>
</dependency>
无锁时
import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
public class MarkWordTest {
public static void main(String[] args) {
Hummy hummy=new Hummy();
int hashCode = hummy.hashCode();
System.out.println(hashCode);
System.out.println("二进制："+Integer.toBinaryString(hashCode));
System.out.println("十六进制: "+Integer.toHexString(hashCode));
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(hummy).toPrintable());
}
}
class Hummy{}
打印出的结果如下：
可以看到对象的hashcode是：
6f496d9f，可以在左边的Value的找到hashcode值，只不过是反过来的。最后1字节的
00000001包含了gc年龄和锁标记位。
加锁时
import org.openjdk.jol.info.ClassLayout;
public class MarkWordTest {
public static void main(String[] args) {
//java -XX:BiasedLockingStartupDelay=0
Hummy hummy=new Hummy();
synchronized (hummy){
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(hummy).toPrintable());
}
}
}
class Hummy{}
最后一个
00000101的最后3位 101表示偏向锁
synchronized的优化
jdk1.6之前只有重量级锁，面在java1.6之后对synchronized的锁进行了优化，有偏向锁、轻量级锁、重量级锁，主要是因为重量级锁需要用到操作系统 mutex,操作系统实现线程之间的切换需要从用户态到内核态的，成本非常高。
锁 锁标识 场景 无锁 001 不受保护时 偏向锁 101 只有一个线竞争时 轻量级锁 00 竞争不激烈时 重量级锁 10 竞争非常激烈
锁升级的过程：
- 当访问同步代码时，首先判断markword是否是
无锁状态(001)或者在偏向锁状态下markword中的线程id与当前线程id是否一样，如果是则把当前线程id通过CAS的方式设置到markword中 - 设置成功后则锁标记修改为(101),升级为偏向当前线程的
编向锁(101),执行同步内的方法 - 如果失败，则由jvm进行偏向锁的撤消
- 当持有锁的线程运行到
安全点时，检查偏向锁的状态 - 当持有锁的线程
已退出同步方法时，释放原线程持有的锁，变成无锁状态，到1处执行 - 当持有锁的线程
还在同步代码中,则升级锁为轻量级锁(00),当前线程持有。 - 否则升级为
重量级锁(10),先通过CAS的方法进行获取锁，获取锁失败后再自旋到一定次数(20)时，如果还是失败则进入堵塞状态，进入到entry list区。
Original: https://www.cnblogs.com/hitechr/p/16471016.html
Author: Hitechr
Title: 【一知半解】synchronied
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