自旋对于synchronized关键字的底层意义

JVM中的同步是基于进入与退出监视器对象Monitor(管程对象)来实现的， 每个对象实例都会有一个Monitor对象， Monitor对象会和Java对象一同创建并销毁。Monitor对象是由c++来实现的。当多个线程同时访问一段同步代码时， 这些线程会被放到一个Entry List集合中， 处于阻塞状态的线程都会被放到该列表当中。接下来， 当线程获取到对象的Monitor时， Monitor是依赖于底层操作系统的mutex lock来实现互斥的， 线程获取mutex成功， 则会持有该mutex， 这时其他线程就无法再获取到该mutex。

如果线程调用了wait方法， 那么该线程就会释放掉所持有的mutex， 并且该线程会进入到wait Set集合(等待集合) 中， 等待下一次被调用notify/notifyAll唤醒。如果当前线程顺利执行完毕方法， 那么它也会释放掉所持有的mutex。同步锁在这种实现方式当中， 因为Monitor是依赖于底层的操作系统实现， 这样就存在用户态与内核态之间的切换， 所以会增加性能开销。

通过对象互斥锁的概念来保证共享数据操作的完整性。每个对象都对应于一个可称为『互斥锁』的标记，这个标记用于保证在任何时刻，只能有线程访问该对象。

那些处于EntryList与Wait Set中的线程均处于阻塞状态， 阻塞操作是由操作系统来完成的， 在linux下是通过pthread_mutex_lock函数实现的。线程被阻塞后便会进入到内核调度状态，这会导致系统在用户态与内核态之间来回切换，严重影响锁的性能。

解决上述问题的办法便是自旋。其原理是：当发生对Monitor的争用时， 若Owner能够在很短的时间内释放掉锁， 则那些正在争用的线程就可以稍微等待一下(即所谓的自旋) ， 在Ownr线程释放锁之后，争用线程可能会立刻获取到锁，从而避免了系统阻塞。不过当Owner运行的时间超过临界值后，争用线程自旋一段时间后依然无法获取到锁，这时争用线程则会停止自旋而进入到阻塞状态。所以总体的思想是：先自旋，不成功再进行阻塞，尽量降低阻塞的可能性，这对那些执行时间很短的代码块来说有极大的性能提升。显然，自旋在多处理器(多核心)上有意义。

自旋锁在JDK1.4.2中已经引入，只不过默认是关闭的，可以使用-XX:UseSpinning参数来开启，在JDK1.6中已经默认开启，自旋次数的默认值是10次，超过10次的话，线程会挂起。