面试synchronized你还会怕吗？

01synchronized作用

synchronized提供一中互斥机制，也就是同一时刻，只能有一个线程访问同步资源。

02

jvm指令分析

先来看一个类，看一下他的JVM指令，使用javap反汇编，看一小段jvm指令

能够看出synchronized是基于monitor enter 和monitor exit 实现互斥的，因此我们介绍一下他们是如何实现的。

1.Monitorenter

每一个对象与一个monitor，一个monitor的lock的锁只能被一个线程同一时刻获得，当一个线程获得与对象monitor的所有权是会发生的几件事情

1.monitor的计数器为0时，说明没有线程获得mmonitor 的lock，某个线程在获得lock计数器就会加.

2.该线程已经获得monitor在次重入获得，技术器再次加 一.

3.当另外一个线程尝试获得monitor的lock,将会被挂起,知道monitor的计数 器为0.才能再次尝试获得monitor的所有权.

2.monitorexit

想要释放锁，前提是该线程获得monitor的lock,就是要把monitor的计数器减一，就会释放锁，其他挂起的线程将会尝试获得monitor的所有权.

注意

1.monitor关联的对象不能为空，monitor将无从谈起.

2.synchronized 作用太大，代表性能越差.

3.不停的monitor企图锁相同的对象起不到互斥的作用.

4.多个锁交叉会导致死锁 .

接着我们在介绍一下两个特别的monitor ，this monitor 和class monitor,还是一样先看一段代码。

menthod1,method2,method3是一样都是this monitor ,metnod4,method5,method6也是一样的是class monitor，我们再反汇编一下，看看其中一段指令。

我们看看method2和method3有什么不一样，我们看到标红的位置，method2没有monitor enter和monitor exit,而发现有一个关键此ACC_SYNCHRONIZED，其实这是因为JVM使用ACC_SYNCHRONIZED访问一个方法是够是同步方法，当方法调用时，调用指令将会检查方法是哦股被设置成ACC_SYNCHRONIZED访问标志，如果有该标志，执行线程将现持有Monitor对象，然后执行方法，在该方法运行期间，其他线程无法获得Monitor对象，执行完方法后，在释放Monitor对象。

03

synchronized优化

由于Monitor是依赖于底层的操作系统实现，所以有用户态和内核态的切换，性能会差一些，因此就引入了偏向锁，轻量级锁，重量级锁进行优化;

1.偏向锁.

由于很多情况下，不仅不存在线程净增，而且总是由同一线程多次获得，因为每次操作都会发生用户态和内核态的切换

为了减少获取锁的代价，引入了偏向锁;

2.轻量级锁.

但是当多有一定的线程竞争就会升级为轻量级锁，轻量级 锁用于线程交替执行的场景，由于大多数线程持有锁是很短的时间，所以轻量级锁就会自旋重新获得锁，不然线程阻塞也是一种性能损失（如果锁竞争激烈也会占用cpu资源，反而会影响开销);

3.重量级锁.

在高并发场景下最终会是会升级到重量级锁;

他们升级的流程大体是:

1.检查MarkWord是否存在线程的id;

2.如果没有存储线程id,获得偏向锁,将MarkWord中的线程ID设置成自己;

3.如果有存储线程id,线程使用CAS操作把这个锁的线程ID记录在对象Mark Word之中，同时置是否偏向标志位1.(以后该线程在进入和退出同步快是不需要进行CAS操作来加锁和解锁,只需要测试一下对象头的Mark word里面是否存储着只想当前线程的偏向锁,如果成功表示线程已经获得了锁);

4.如果CAS操作失败，则当达到全局安全点时，获得偏向锁的线程被挂起,膨胀为轻量级锁,同时撤销偏向锁且设置是否偏向标志为0；

5.当有线程竞争这个锁，进行CAS操作,如果成功获得轻量级锁，执行同步代码

6.如果失败，通过自旋不断尝试获取锁，从而避免线程挂起阻塞.

7.如果自旋依然失败，就会升级到重量级锁，标志改成10，反之成功，继续轻量级锁；

当然还要其他的优化方式:

1.逃逸分析技术，判断同步快使用多的对象是否只能被一个线 程访问，而没 有发布到其他线程，如果是的化，就不会JIT就不会生成申请锁和释放锁的的 机器码，消除锁的使用;

2.锁的粗化，JIT把相邻的同步快使用同一个锁;

3.较少锁粒度，把锁对象分成一个数组或一个队列,减少净增 提高并行度，正 如JDK1.7实现的ConcurrrentHashMap;