《Java併發編程的藝術》第二章--2.2--synchronized的實現原理與應用

在多線程併發編程中synchronized一直是元老級角色，不少人都會稱呼它爲重量級鎖。但

是，隨着Java SE 1.6對synchronized進行了各類優化以後，有些狀況下它就並不那麼重了

Java中的每個對象均可以做爲鎖。具體表現爲如下3種形式。

• 對於普通同步方法，鎖是當前實例對象。
• 對於靜態同步方法，鎖是當前類的Class對象。
• 對於同步方法塊，鎖是Synchonized括號裏配置的對象。

當一個線程試圖訪問同步代碼塊時，它首先必須獲得鎖，退出或拋出異常時必須釋放鎖。

那麼鎖到底存在哪裏呢？鎖裏面會存儲什麼信息呢？

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，方法的同步一樣可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。

2.2.1　Java對象頭

synchronized用的鎖是存在Java對象頭裏的。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。

2.2.2　鎖的升級與對比

Java SE 1.6爲了減小得到鎖和釋放鎖帶來的性能消耗，引入了「偏向鎖」和「輕量級鎖」，在

Java SE 1.6中，鎖一共有4種狀態，級別從低到高依次是：無鎖狀態、偏向鎖狀態、輕量級鎖狀

態和重量級鎖狀態（這種分類是按照鎖狀態來概括的，而且是針對 synchronized 的），

這幾個狀態會隨着競爭狀況逐漸升級。鎖能夠升級但不能降級，意味着偏

向鎖升級成輕量級鎖後不能降級成偏向鎖。這種鎖升級卻不能降級的策略，目的是爲了提升

得到鎖和釋放鎖的效率。 

以上是synchronized中的一部分，關於「偏向鎖」和「輕量級鎖」的具體內容沒有貼出來，對於synchronized先作簡單瞭解。