【Synchronized系列-01】锁定对象、实现原理、执行过程

一、Synchronized锁定对象

1. 作用于普通方法，锁住的是当前对象。

2. 作用于静态方法，锁住的是Class对象。

3. 作用于同步块，锁住的是()中的对象。

二、Synchronized实现原理

1. JVM中对象内存布局：对象头信息、对象实际数据、对齐填充信息。

2. 对象头又包括：MarkWord、klass、数组长度。

   • MarkWord：hashcode、GC分代年龄、锁状态标志、偏向线程ID、偏向时间戳。

   • klass：指向类元数据的指针。

   • 数组长度：只有数组有。

所以Synchroinzed锁状态标识存在于 堆内存->对象头->MarkWord中 。

锁状态标志	存储内容	锁标志位
无锁	对象的hashCode、对象分代年龄、是否是偏向锁（0）	01
偏向锁	偏向线程ID、偏向时间戳、对象分代年龄、是否是偏向锁（1）	01
轻量级锁	指向栈中锁记录的指针	00
重量级锁	指向互斥量（重量级锁）的指针	10

我们可以看到，synchronized通过JVM实现，其中synchronized又有多个类型的锁，除了重量级锁是通过ObjectMonitor对象监视器(操作系统mutex互斥原语)实现外，其它类型的通过对象头的MarkWord实现。

三、Synchronized执行过程

1. 检测Mark Word里面是不是当前线程的ID，如果是，表示当前线程处于偏向锁。

2. 如果不是，则使用CAS将当前线程的ID替换Mark Word，如果成功则表示当前线程获得偏向锁，置偏向标志位1。

3. 如果失败，则说明发生竞争，撤销偏向锁，进而升级为轻量级锁。

4. 当前线程使用CAS将对象头的Mark Word替换为锁记录指针，如果成功，当前线程获得锁。

5. 如果失败，表示其他线程竞争锁，当前线程便尝试使用自旋来获取锁。

6. 如果自旋成功则依然处于轻量级状态。

7. 如果自旋失败，则升级为重量级锁。