Synchronized的使用方式

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1.当synchronized修饰非静态方法时，锁住的是当前调用该方法的实例对象

2.当synchronized修饰的是非静态代码块，则锁住的是括号里面的实例对象 

3.当synchronized修饰的是静态方法或者静态代码块时，则锁住的是类对象，因为不管一个class被

实例化多少次，静态方法和静态代码块在jvm中只会存在一份，因此当此类的所有实例对象在调用静态方法

或者静态代码块时共用同一把锁，因此也称为类锁

Synchronized的底层原理

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synchronized是基于JVM内置锁实现的，通过内部对象Monitor（监视器锁）实现，基于进入和退出Monitor对

象来实现方法和代码块的同步。这是一个重量级锁，性能偏低。

Java1.5版本之后做了很大的变化，比如锁粗化，锁消除，偏向锁，轻量级锁，适应性自旋锁等技术来减少操作

的开销。synchronized性能已经有很大的提升了，已基本和Lock持平。

每个对象都有一个自己的Monitor监视器锁

 

Java对象在内存中的存储方案

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HotSpot虚拟机中，对象在内存中被划分成三块区域存储:

1.对象头:比如hash码，对象所属的年代，对象锁，锁标识，偏向锁(线程)ID等。

2.实例数据：即创建对象时，对象中的成员变量，方法等。

3.对象填充：对象的大小必须是8字节的整数倍 

以32位计算机为例，对象头中Mark Word的变化过程如下所示：

锁的膨胀升级过程

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锁的状态总共有四种，无锁，偏向锁，轻量级锁，重量级锁。随着多个线程竞争共享资源，锁可以从偏向锁升级到

轻量级锁，再升级到重量级锁，而且这个过程是单向的，不可逆的。也就说锁只能从低到高升级，而不会出现锁降级。

• 偏向锁

偏向锁时jdk1.6之后加入的新锁，它是一种针对加锁操作的优化手段。经研究发现，大多数情况下，锁不仅不存在

多线程竞争，而写总是由同一线程多次获得锁，因此为了减少同一线程获取锁时进行的一些CAS操作而消耗一定的性能而

引入偏向锁。

偏向锁的核心思想是，如果一个线程获取了锁，那么锁就进入偏向该线程的模式，此时对象的Mark Word结构也

会变为偏向锁结构，当这个线程再次申请该锁时，无需做任何操作，即可获得该锁的使用权，这样就省去了大量的有关

申请锁的操作，从而提高程序的性能。

偏向锁的适用场景是对于锁的竞争不是很激烈的场合。

偏向锁失败后，不会立即升级为重量级锁，而是变成轻量级锁。

• 轻量级锁

从偏向锁升级成轻量级锁后，对象的Mark Word也会发生变化.

轻量级锁的依据是：对加锁的整个周期内的绝大部分时间不存在竞争，另一个线程自旋等待锁资源释放，不会交出

CPU使用权。

轻量级锁的适用场景是多个线程交替执行同步块的情况，如果同一时间有多个线程竞争锁资源的话，就会升级成

重量级锁.

• 自旋锁

自旋锁的实现是进行一定次数的空循环，一般是50次或者100个循环，在经过若干次循环后，如果得到锁，进进入

临界区，如果还不能获取到锁，就会将线程在操作系统层面挂起。

• 锁消除

Java虚拟机在JIT编译时，通过对运行上下文的扫描，去除不可能存在共享资源竞争的锁，通过这种方式消除

没有必要的锁，可以节省毫无意义的请求锁时间，如下StringBuffer的append是一个同步方法，但是在add方法中的

StringBuffer属于一个局部变量，并且不会被其他线程所使用，因此StringBuffer不可能存在共享资源竞争的情景，

JVM会自动将其锁消除