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🍀 永浩，
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7、【对线面试官】synchronized#
今天我们来聊聊synchronized吧？#
- synchronized是一种互斥锁，一次只能允许一个线程进入被锁住的代码块
- synchronized是Java的一个关键字，它能够将代码块/方法锁起来
- 如果synchronized修饰的是实例方法，对应的锁则是对象实例
- 如果synchronized修饰的是静态方法，对应的锁则是当前类的Class实例
- 如果synchronized修饰的是代码块，对应的锁则是传入synchronized的对象实例
嗯，要不你来讲讲synchronized的原理呗？#
- 通过反编译可以发现
- 当修饰方法时，编译器会生成ACC_SYNCHRONIZED关键字用来标识
- 当修饰代码块时，会依赖monitorenter和monitorexit指令
- 但前面已经说了，无论synchronized修饰的是方法还是代码块，对应的锁都是一个实例（对象）
- 在内存中，对象一般由三部分组成，分别是对象头、对象实际数据和对齐填充
- 重点在于对象头，对象头又由几部分组成，但我们重点关注对象头Mark Word的信息就好了
- Mark Word会记录对象关于锁的信息
- 又因为每个对象都会有一个与之对应的monitor对象，monitor对象中存储着当前持有锁的线程以及等待锁的线程队列
- 了解Mark Word和monitor对象是理解synchronized原理的前提
嗯，听说synchronized锁在JDK1.6之后做了很多的优化，这块你了解多少呢？#
- 其实是这样的，在JDK1.6之前是重量级锁，线程进入同步代码块/方法时
- monitor对象就会把当前进入线程的Id进行存储，设置Mark Word的monitor对象地址，并把阻塞的线程存储到monitor的等待线程队列中
- 它加锁是依赖底层操作系统的mutex相关指令实现，所以会有用户态和内核态之间的切换，性能损耗十分明显
- 而JDK1.6以后引入偏向锁和轻量级锁在JVM层面实现加锁的逻辑，不依赖底层操作系统，就没有切换的消耗
- 所以，Mark Word对锁的状态记录一共有4种：无锁、偏向锁、轻量级锁和重量级锁
简单来说说偏向锁、轻量级锁和重量级锁吧#
- 偏向锁指的就是JVM会认为只有某个线程才会执行同步代码（没有竞争的环境）
- 所以在Mark Word会直接记录线程ID，只要线程来执行代码了，会比对线程ID是否相等，相等则当前线程能直接获取得到锁，执行同步代码
- 如果不相等，则用CAS来尝试修改当前的线程ID，如果CAS修改成功，那还是能获取得到锁，执行同步代码
- 如果CAS失败了，说明有竞争环境，此时会对偏向锁撤销，升级为轻量级锁。
- 在轻量级锁状态下，当前线程会在栈帧下创建Lock Record，LockRecord会把 Mark Word的信息拷贝进去，且有个Owner指针指向加锁的对象由由
- 线程执行到同步代码时，则用CAS试图将Mark Word的指向到线程栈帧的LockRecord，假设CAS修改成功，则获取得到轻量级锁
- 假设修改失败，则自旋（重试），自旋一定次数后，则升级为重量级锁
- 简单总结一下
- synchronized锁原来只有重量级锁，依赖操作系统的mutex指令，需要用户态和内核态切换，性能损耗十分明显
- 重量级锁用到monitor对象而偏向锁则在Mark Word记录线程ID进行比对、轻量级锁则是拷贝Mark Word到Lock Record，用CAS+自旋的方式获取。
- 引入了偏向锁和轻量级锁，就是为了在不同的使用场景使用不同的锁，进而提高效率。
锁只有升级，没有降级
- 只有一个线程进入临界区，偏向锁
- 多个线程交替进入临界区，轻量级锁
- 多线程同时进入临界区，重量级锁