java中synchronized關鍵字的實現

說明：

java中的同步(synchronized)是基於進入monitor對象和退出monitor對象來實現的，不管是顯式同步仍是隱式同步。

synchronized語句塊：

1)(使用javap -c 類名)將class文件反編譯後能夠看到：同步塊的入口位置和出口位置(方法結束處和異常處)分別插入了monitorenter字節碼指令和monitorexit字節碼指令，故同步代碼塊屬於顯示同步。
2)線程執行到monitorenter指令時，嘗試獲取對象的鎖。

synchronized方法：

1)JVM從Class文件中的方法結構(method_info)中的 ACC_SYNCHRONIZED 訪問標誌區分一個方法是否爲同步方法，故同步方法屬於隱式同步。
2)當方法調用時，調用指令會檢查方法的ACC_SYNCHRONIZED訪問標誌是否被設置，若是設置了，執行線程將先持有monitor，而後再執行方法，最後在方法完成時釋放monitor。
3)在方法執行期間，其它線程沒法獲取該monitor。
4)若是一個同步方法執行期間拋出了異常，而且在方法內部沒法處理此異常，那這個同步方法所持有的monitor將在異常拋到同步方法以外時自動釋放。

method_info 結構格式以下(java虛擬機規範中的摘錄)：
	method_info {
		u2 access_flags;	// 用於定義當前方法的訪問權限和基本屬性的標誌
		u2 name_index;
		u2 descriptor_index;
		u2 attributes_count;
		attribute_info attributes[attributes_count];
	}
	method_info結構中訪問標記(access_flags)的取值：
		標記名				值		說明
		ACC_PUBLIC			0x0001	public，方法能夠從包外訪問
		ACC_PRIVATE			0x0002  private，方法只能本類中訪問
		ACC_PROTECTED		0x0004  protected，方法在自身和子類能夠訪問
		ACC_STATIC			0x0008  static，靜態方法
		ACC_FINAL			0x0010  final，方法不能被重寫
		ACC_SYNCHRONIZED	0x0020  synchronized，方法由monitor同步
		...

獲取鎖和釋放鎖的內存原語：

	當線程獲取鎖時，JMM會把該線程對應的本地內存置爲無效。從而使得被monitor保護的臨界區代碼必須從主內存中讀取共享變量。
	當線程釋放鎖時，JMM會把該線程對應的本地內存中的共享變量刷新到主內存中
	即：
		1將本地內存中的數據設置爲無效，
		2從主內存中將數據複製到本地內存中，
		3在本地內存中進行操做，
		4操做完成後將本地內存中的數據刷新到主內存中。總體看起來就像是直接在主內存中操做同樣。

synchronized的可重入性：

1)當一個線程再次請求本身持有對象鎖的臨界資源時，這種狀況屬於重入鎖，請求將會成功。
2)因爲synchronized是基於monitor實現的，故每次重入，monitor中的計數器仍會加1。