Java并发那些事儿序言

JVM执行的Java代码是被转换成由字节码组成的class文件。那么JVM是如何在字节码层面上执行线程同步的？

回顾JVM内存结构

JVM在支持多线程上，其实就是在协调多个线程对共享数据的访问。JVM的内存结构主要包含：栈，堆，方法区等。

在JVM中，每个线程独享一块栈内存，其中包括局部变量，线程调用的每个方法的参数和返回值。其他线程无法读取到该栈内存中的数据。栈中的数据仅限于基本类型和对象引用。所以，栈上是无法保存真实的对象的，只能保存对象的引用。真正的对象保存在堆中。

在JVM中，堆内存是所有线程共享的。堆中只包含对象，没有其他东西。所以堆上无法保存基本类型和对象引用。堆和栈分工明确。（说明数组是保存在堆上，即使是基本类型的数据也是保存在堆中，在java中数组就是对象）

在JVM中，类的静态变量是保存在方法区中，方法区和栈类似，只包含基本类型和对象引用。和栈不同的是，方法区中的静态变量可以被所有线程访问。

对象和类的锁

JVM中有两块内存区域可以被所有线程共享：堆上的所有对象；方法区上的静态变量。

那么多个线程方法同一个对象或是静态变量，就会出现竞争，出现同步问题。为了协调多个线程之间的共享数据访问，虚拟机给每个对象和类都分配了一个锁，在同一时刻，只有一个线程可以拥有这个类或是对象。如果一个线程想要获得某个类或者对象的锁，需要询问虚拟机。当一个线程向虚拟机申请某个类或者对象的锁之后，线程会进入等待这个类或者对象的锁的池，并且阻塞起来。等待虚拟机在时机到了后把锁给线程。当线程使用完锁之后，它再把锁还给虚拟机。

类锁是通过锁对象实现的，当虚拟机加载一个类的时候，会为此类实例化一个java.lang.Class对象，当锁住一个类的时候，其实锁住的是其对应的Class对象。（一个类在整个虚拟机中只有一个Class对象）。

Monitors

monitors主要功能是监控一段代码，确保在同一个时间只有一个线程在执行。每个monitor都与一个对象相关联。当线程执行到监视器监视下的代码块中的第一条指令时，线程必须获取对被引用对象的锁定。在线程获取锁之前，是无法执行这段代码的，一旦获得锁，线程便可以进入被保护的代码开始执行。

当线程离开代码块时，无论如何离开，都会释放所关联对象的锁。

多次加锁

同一个线程可以对同一个对象进行多次加锁。每个对象维护着一个记录着被锁次数的计数器。未被锁定的对象的该计数器为0，当一个线程获得锁后，该计数器自增变为1，当同一个线程再次获得该对象的锁的时候，计数器再次自增。当同一个线程释放锁的时候，计数器再自减。当计数器为0的时候，锁将被释放，其他线程便可以获得锁。

参考：

[译]Java虚拟机是如何执行线程同步的-HollisChuang's Blog

How the Java virtual machine performs thread synchronization | JavaWorld