java学习笔记-synchronized

杨晓峰老师《java核心技术36讲》15，16课&郑雨迪老师《深入拆解java虚拟机》14课学习总结

synchronized的实现原理

在java程序中，我们利用synchronized关键字来对程序进行加锁，它可以申明一个synchronized代码块，也可以标记静态方法或者实例方法。

是由一对 monitorenter/monitorexit指令实现的，monitor 对象是同步的基本实现单元。

例如：

public void foo(Object lock) {
  synchronized (lock) {
    lock.hashCode();
  }
}

这段代码编译的字节码会包括一个monitorenter指令和多个monitorexit，jvm需要确保所获得的锁在正常/异常执行路径都能够被解锁。

执行monitorenter时

执行monitorexit时，jvm将锁对象的计数器减1，如果计数器为0，代表锁已经被释放。

例如：

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2
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public synchronized void foo(Object lock) {
  lock.hashCode();
}

这段代码编译的字节码中方法的访问有ACC_SYNCHRONIZED。但是没有monitorenter或者monitorexit。

因为方法级别的同步是隐式的，它实现在方法调用和返回操作之中。虚拟机可以从方法常量池中的方法表结构（method_info structure）中的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志区分一个方法是否是同步方法。

当调用方法时，调用指令将会检查方法的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志是否设置，如果设置了，执行线程先持有同步锁，然后执行方法，最后在方法完成时释放锁。

其中，00代表轻量锁，01代表无锁（或者偏向锁），10代表重量锁，11则根垃圾回收算法的标记有关。

在所有的锁都启用的情况下线程进入临界区时会先去获取偏向锁，如果已经存在偏向锁了，则会尝试获取轻量级锁，如果以上两种都失败，则启用自旋锁，如果自旋也没有获取到锁，则使用重量级锁，没有获取到锁的线程阻塞挂起，直到持有锁的线程执行完同步块唤醒他们；

重量锁会阻碍加锁失败的线程，并在目标锁被释放时唤醒这些线程。
为了避免昂贵的线程阻塞，唤醒的过程，jvm会在线程进入阻塞状态之前，以及被唤醒后竞争不到锁的情况下，进入自旋状态，在处理器上空跑并轮询锁是否释放，如果此时锁恰好被释放了，那线程便无须进入阻塞状态，直接获得这把锁。

轻量级锁是相对于重量级锁而言在获取锁和释放锁时更加高效，但轻量级锁并不能代替重量级锁。轻量级锁适用的场景是在线程交替获取某个锁执行同步代码块的场景，如果出现多个进程同时竞争同一个锁时，轻量级锁会膨胀成重量级锁。

轻量锁采用CAS操作，把锁对象的标记字段替换成一个指针，指向当前线程栈上的一块空间，存储这锁对象原本的标记字段。

偏向锁只会在第一次请求是采用CAS操作，在锁对象的标记字段中记录下当前线程的地址，在之后的运行过程中，持有该偏向锁的线程的加锁操作将直接返回。

1.用法比较

2.特性比较

ReentrantLock的优势体现在：

3.注意事项

在使用ReentrantLock类的时，一定要注意三点：