java中synchronized关键字的实现

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说明：

java中的同步(synchronized)是基于进入monitor对象和退出monitor对象来实现的，无论是显式同步还是隐式同步。

synchronized语句块：

1)(使用javap -c 类名)将class文件反编译后可以看到：同步块的入口位置和出口位置(方法结束处和异常处)分别插入了monitorenter字节码指令和monitorexit字节码指令，故同步代码块属于显示同步。
2)线程执行到monitorenter指令时，尝试获取对象的锁。

synchronized方法：

1)JVM从Class文件中的方法结构(method_info)中的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志区分一个方法是否为同步方法，故同步方法属于隐式同步。
2)当方法调用时，调用指令会检查方法的ACC_SYNCHRONIZED访问标志是否被设置，如果设置了，执行线程将先持有monitor，然后再执行方法，最后在方法完成时释放monitor。
3)在方法执行期间，其它线程无法获取该monitor。
4)如果一个同步方法执行期间抛出了异常，并且在方法内部无法处理此异常，那这个同步方法所持有的monitor将在异常抛到同步方法之外时自动释放。

method_info 结构格式如下(java虚拟机规范中的摘录)：
	method_info {
		u2 access_flags;	// 用于定义当前方法的访问权限和基本属性的标志
		u2 name_index;
		u2 descriptor_index;
		u2 attributes_count;
		attribute_info attributes[attributes_count];
	}
	method_info结构中访问标记(access_flags)的取值：
		标记名				值		说明
		ACC_PUBLIC			0x0001	public，方法可以从包外访问
		ACC_PRIVATE			0x0002  private，方法只能本类中访问
		ACC_PROTECTED		0x0004  protected，方法在自身和子类可以访问
		ACC_STATIC			0x0008  static，静态方法
		ACC_FINAL			0x0010  final，方法不能被重写
		ACC_SYNCHRONIZED	0x0020  synchronized，方法由monitor同步
		...

获取锁和释放锁的内存原语：

	当线程获取锁时，JMM会把该线程对应的本地内存置为无效。从而使得被monitor保护的临界区代码必须从主内存中读取共享变量。
	当线程释放锁时，JMM会把该线程对应的本地内存中的共享变量刷新到主内存中
	即：
		1将本地内存中的数据设置为无效，
		2从主内存中将数据复制到本地内存中，
		3在本地内存中进行操作，
		4操作完成后将本地内存中的数据刷新到主内存中。整体看起来就像是直接在主内存中操作一样。

synchronized的可重入性：

1)当一个线程再次请求自己持有对象锁的临界资源时，这种情况属于重入锁，请求将会成功。
2)由于synchronized是基于monitor实现的，故每次重入，monitor中的计数器仍会加1。

转载于:https://my.oschina.net/u/1399755/blog/1548120