Java內置鎖synchronized的實現原理

簡述
Java中每一個對象均可以用來實現一個同步的鎖，這些鎖被稱爲內置鎖（Intrinsic Lock）或監視器鎖（Monitor Lock）。

具體表現形式以下：

一、普通同步方法，鎖的是當前實例對象

二、靜態同步方法，鎖的是當前Class對象

三、對於同步代碼塊，鎖的是Synchronized括號中的代碼塊

線程在進入同步代碼塊以前會自動獲取鎖，而且在退出同步代碼塊時自動釋放鎖，不管是經過正常路徑退出，仍是經過代碼塊中拋出異常退出。得到內置鎖的惟一途徑就是進入由這個鎖保護的同步方法或代碼塊。

從 JVM 規範 中 能夠 看到 Synchonized 在 JVM 裏 的 實現 原理， JVM 基於 進入 和 退出 Monitor 對象 來 實現 方法 同步 和 代碼 塊 同步， 但 二者 的 實現 細節 不同。 代碼 塊 同步 是 使用 monitorenter 和 monitorexit 指令 實現 的， 而 方法 同步 是 使用 另外 一種 方式 實現 的， 細節 在 JVM 規範 裏 並無 詳細 說明。 可是， 方法 的 同步 一樣 能夠 使用 這 兩個 指令 來 實現。

monitorenter 指令 是在 編譯 後 插入 到 同步 代碼 塊 的 開始 位置， 而 monitorexit 是 插入 到 方法 結束 處 和 異常 處， JVM 要 保證 每一個 monitorenter 必須 有 對應 的 monitorexit 與之 配對。 任何 對象 都有 一個 monitor 與之 關聯， 當 且 一個 monitor 被 持有 後， 它將 處於 鎖定 狀態。 線程 執行 到 monitorenter 指令時， 將會 嘗試 獲取 對象 所 對應 的 monitor 的 全部權， 即 嘗試 得到 對象 的 鎖。

 

對象的內存佈局

在HotSpot虛擬機中，對象在內存中存儲的佈局能夠分爲3塊區域：對象頭（Header）、實例數據（Instance Data）和對齊填充（Padding）。

synchronized 用的鎖 是 存在 對象頭 中。
若是 對象是數組類型， 則虛擬機用 3 個字 寬（ Word） 存儲 對 象頭， 若是對象是非數組類型， 則用 2字寬存儲 對 象頭。 在 32位虛擬 機中， 1 字 寬 等於 4 字節， 即 32bit。

• HotSpot虛擬機的對象頭包括兩部分信息：

1. Mark Word   第一部分用於存儲對象自身的運行時數據，如哈希碼（HashCode）、GC分代年齡、鎖狀態標誌、線程持有的鎖、偏向線程ID、偏向時間戳等，這部分數據的長度在32位和64位的虛擬機（未開啓壓縮指針）中分別爲32bit和64bit。
2. 類型指針       對象頭的另一部分是類型指針，即對象指向它的類元數據的指針，虛擬機經過這個指針來肯定這個對象是哪一個類的實例。並非全部的虛擬機實現都必須在對象數據上保留類型指針，換句話說，查找對象的元數據信息並不必定要通過對象自己，這點將在2.3.3節討論。

• 實例數據部分是對象真正存儲的有效信息，也是在程序代碼中所定義的各類類型的字段內容。不管是從父類繼承下來的，仍是在子類中定義的，都須要記錄起來。這部分的存儲順序會受到虛擬機分配策略參數（FieldsAllocationStyle）和字段在Java源碼中定義順序的影響。
• 對齊填充並非必然存在的，也沒有特別的含義，它僅僅起着佔位符的做用

 

      詳見 https://www.cnblogs.com/kaleidoscope/p/9699329.html