- synchronized 是 Java 提供的保证临界区域并发安全的关键字，synchronized 有互斥性、阻塞性、可重入性等特点
1、对象头
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每个对象都有一个对象头，包括Mark Word和Klass Word
- Klass Word 指向该对象的类对象
- Mark Word
2、偏向锁
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Java 6 中引入了偏向锁，第一次加锁时使用 CAS 将线程 ID 设置到对象的 Mark Word 头，之后发现这个线程 ID 是自己的就表示没有竞争，不用重新 CAS。以后只要不发生竞争，这个对象就归该线程所有
- 偏向锁默认是开启的，对象创建后，Mark Word 值最后 3 位为 101，它的thread、epoch、age 都为 0
- 偏向锁默认是延迟的，不会在程序启动时立即生效，程序启动一段时间后创建的对象才会生效，如果想避免延迟，可以加 VM 参数 -XX:BiasedLockingStartupDelay=0 来禁用延迟
- 可以加 VM 参数 -XX:-UseBiasedLocking 禁用偏向锁，对象创建后，Mark Word 值为最后 3 位为 001，这时它的 hashcode、age 都为 0，第一次用到 hashcode 时才会赋值
（1）偏向撤销
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调用了对象的 hashCode
- 因为偏向锁的对象 MarkWord 中存储的是线程 id，如果调用 hashCode，MarkWord 无法同时存储线程 id 和 hashCode（存不下）
- 轻量级锁会在锁记录中记录 hashCode
- 重量级锁会在 Monitor 中记录 hashCode
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其他线程对对象加锁
- 当有其它线程使用偏向锁对象时，会将偏向锁升级为轻量级锁，解锁后对象是正常状态，而不是偏向状态
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调用 wait/notify
- wait/notify 只有重量级锁才有
（2）批量重偏向
- 如果对象虽然被多个线程访问，但没有竞争，这时偏向了线程1的对象仍有机会重新偏向线程2，重偏向会重置对象的 Thread ID
- 当撤销偏向锁阈值超过 20 次后，jvm 会在给这些对象加锁时重新偏向至加锁线程
（3）批量撤销
- 当撤销偏向锁阈值超过 40 次后，jvm 会觉得根本就不该偏向。于是整个类的所有对象都会变为不可偏向的，新建的对象也是不可偏向的
3、轻量级锁
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当线程执行 synchronized(obj) 加锁时，在栈针中创建一个 Lock Record 对象
- Lock Record 对象包括指针（指针指向 obj）和 Mark Word （锁记录地址和锁状态00）
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使用 cas 尝试将 Lock Record 对象的 Mark Word 和 obj 的 Mark Word 替换
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cas 成功代表加锁成功
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cas 失败
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如果是其它线程已经持有了该 obj 的轻量级锁，这时表明有竞争，进入锁膨胀过程
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如果是自己执行了 synchronized 锁重入，那么再添加一条 Lock Record 作为重入的计数
- 此时的 Lock Record 指针还会指向 obj，但是 Mark Word 为 null
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执行完代码释放锁
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如果 Lock Record 对象的 Mark Word 为null，表示冲入，直接去掉（重入计数减一）
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如果 Lock Record 对象的 Mark Word 不为null，使用 cas 恢复 obj 的 Mark Word
- cas 成功，解锁成功
- cas 失败，说明轻量级锁进行了锁膨胀或已经升级为重量级锁，进入重量级锁解锁流程
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4、重量级锁
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Monitor 对象包括ower（当前加锁线程）、count（加锁次数）、waitSet（处于wait状态的线程）、entryList（处于等待锁状态的线程）等
- 线程1调用 synchronized(obj) 方法时，obj 对象头的 Mark Word 设置一个指针，指向一个 Monitor 对象
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将 Monitor 的 ower 设置为线程1，计数器count++
- 同一个线程可多次加锁，计数器从0，加一次锁 count 加1
- 此时线程2（线程3、线程4 ... 线程n）调用 synchronized(obj) 方法，会发现 Monitor 对象的计数器 count 不为0，且 ower 也不是自己，然后将自己加入 entryList，此时等待锁的线程状态为 BLOCKED
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当线程1执行完毕，释放锁时，会将计数器 count--，ower 设置为空，唤醒 entryList 中的线程竞争锁
- 可重入锁，每释放一次 count 减1，最后 count 为0
- 唤醒 entryList 中的线程竞争锁是非公平的
5、自旋优化
锁竞争的时候，还可以使用自旋（循环尝试获取锁）来进行优化
- 自旋会占用 CPU 时间，单核 CPU 自旋就是浪费，多核 CPU 自旋才能发挥优势。
- 在 Java 6 之后自旋锁是自适应的，比如对象刚刚的一次自旋操作成功过，那么认为这次自旋成功的可能性会高，就多自旋几次；反之，就少自旋甚至不自旋，总之，比较智能。
- Java 7 之后不能控制是否开启自旋功能
6、锁粗化
对相同对象多次加锁，导致线程发生多次重入，可以使用锁粗化方式来优化
- 线程1循环 synchronized(obj)，会优化成 synchronized(obj) 循环
7、锁消除
jvm 会对多次执行的代码会使用 JIT （即使编译器）进行优化
- 线程1执行 synchronized(obj) ，但是 obj 对象只在线程1中使用，其他线程不会用到，此时就会消除 synchronized
- 可以通过 -XX:-EliminateLocks 参数，取消锁消除优化
