synchronized重量级锁底层原理

synchronized底层原理

对象头

要搞清楚Synchronize的底层原理，先了解一下对象头
每个对象都会有一个对象头

如果这个对象是是数组类型，那么jvm会用3个字宽(32位虚拟机中，1个字宽4个字节)存储对象头，如果是非数组类型，jvm会用2个字宽存储对象头

对象头的存储结构如上

其中Mark Word中的状态变化又如上图

synchronized的宏观实现

我们主要来说重量级锁的实现

从上面的图也可以看到，当Synchronize升级为重量级锁的时候，会有一个指向互斥量（monitor对象）的指针，这个monitor对象定义了_WaitSet和_EntryList两个队列，在下面我们会说到这两个队列的作用。除此之外，monitor对象中还有个_owner指针指向锁的持有者

首先，当一个线程去竞争锁，它会被放进_EntryList中去竞争，如果竞争成功，_owner指针就会指向当前线程，同时_count+1，如果竞争失败，会重新回到_EntryList中。如果一个线程被调用了wait()，那么会释放当前持有锁，_count-1且当前线程进入_WaitSet等待被唤醒

同步代码块的实现

synchronized(obj){
    i++;
}

如上面的代码，我们可以来看一下它的字节码

我们可以看到三个标红的地方，分别用了monitorenter、monitorexit，当执行到monitroenter的时候，线程会进入entryList去竞争锁，如果竞争成功则走上面竞争成功的步骤，如果失败则走失败的步骤

那为什么会有两个monitorexit呢？

因为编译器要确保如果出现异常，对象能够及时释放锁，所以这就是synchronized和lock不同点之一，lock需要在try-catch中保证锁能够被释放，而synchronized在jdk底层就能够保证锁的及时释放，不会因为出现异常而造成死锁现象

同步方法的实现

同步方法的实现和代码块的实现是不一样的

synchronized void fun(){
    
}

可以看到，当同步的是方法时，并没有monitorenter和monitorexit指令，有的是ACC_SYNCHRONIZED标识，它一样会走上面说到的加锁释放锁过程