深入java多线程，多线程问题及synchronized的jvm原理
1、多线程安全新问题
什么时候会出现多线程问题以及出现多线程问题的条件有哪些，下面通过一个简单的例子来看下。
假如系统中需要生成累加不重复的数字，用来设置单号或流水号，我们通过一段简单的代码来实现：
public class Thread4 {
private int num;
private int getNext() {
return num++;
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread4 t4 = new Thread4();
while(true) {
Thread.sleep(500);
System.out.println(t4.getNext());
}
}
}只用单线程来获取值，输出0开始依次递增数字，单线程下没有任何问题。
然后开启三个线程来操作：
public class Threadt3 {
private int num;
private int getNext() {
return num++;
}
public static void main(String[] args) {
Threadt3 t3 = new Threadt3();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：" + t3.getNext());
}
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：" + t3.getNext());
}
}
}).start();
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "：" + t3.getNext());
}
}
}).start();
}
}看下结果：
可以看出，在多线程场景下出现了明显的问题，多个线程获取到的值是一样的，出现了值重复的现象。
出现多线程安全性问题必要条件：
- 是处于多线程环境之下；
- 多个线程共享一个资源，就像上述例子中的num变量；
- 对资源进行非原子操作，读写操作等；
那怎么解决上述问题呢，只需使用synchronized关键字，使方法变为同步方法：
private int num;
private synchronized int getNext() {
return num++;
}这样，保证了方法只能同时被一个线程访问，其余线程处于阻塞等待状态。
2、synchronized的使用和原理
在Java中，每一个对象都拥有一个对象锁，多线程同时访问某个对象时，线程只有获取了该对象的锁才能访问这个对象。在Java中，可以使用synchronized关键字来修饰一个方法或者代码块，synchronized不能用来修饰变量，当某个线程调用该对象的synchronized方法或者访问synchronized代码块时，这个线程便获得了该对象的锁，其他线程暂时无法访问这个方法，只有等待这个方法执行完毕或者代码块执行完毕，这个线程才会释放该对象的锁，其他线程才能执行这个方法或者代码块。
synchronized的使用一，synchronized修饰方法：
private synchronized int getNext() {
return num++;
}private static synchronized int getNext() {
return num++;
}synchronized修饰方法时放在返回类型void等之前，能修饰非静态的实例方法和静态方法，修饰实例方法时锁住的是实例对象，修改静态方式时锁住的是类字节码Class对象。
synchronized的使用二，synchronized修饰代码块，修饰方法体内某一代码块：
private Integer index;
//修饰Object对象
private int getNext() {
synchronized (index) {
return -1;
}
}//修饰类的实例
private int getNext() {
synchronized (this) {
return -1;
}
}//修饰类的class对象
private int getNext() {
synchronized (Threadt3.class) {
return -1;
}
}synchronized修饰代码块时，synchronized后括号中可接类的实例对象this、class对象、任意对象Object，锁住的也是括号中的对象。
| 修饰分类 | 修饰对象 | 被锁资源 | 说明 |
| 修饰方法 | 实例方法（非静态） | 类的实例对象 | public synchronized int getNum(){ } |
| 静态方法 | 类的class对象（字节码） | public static synchronized int getName(){ } | |
| 修饰代码块 | 任意Object对象 | Object对象本身 | Integer n=1; synchronized(n){ } |
| 类的实例对象 | 类实例对象 | synchronized(this){ } | |
| class对象 | 类class对象（字节码） | synchronized(Person.class){ } |
3、synchronized的jvm实现原理解析
我们用一个简单的同步方法，通过查看字节码方式来验证下。
同步方法：
public class Threadt5 {
private Integer val = 2;
public int getNum() {
synchronized (val) {
val ++;
return val;
}
}
public static void main(String[] args) {
Threadt5 t5 = new Threadt5();
System.out.println(t5.getNum());
}
}上述在getNum()方法中有个synchronized同步块，锁住的对象是val对象，我们看下getNum()方法的字节码：
同步块字节码
（javap -verbose查看字节码）
如果把方法getNum()改为非同步：
public int getNum() {
val ++;
return val;
}再查看字节码：
非同步方法字节码
对比上述两字节码可以发现，同步方法字节码比非同步的多出monitor对象的操作，分别是monitorenter、monitorexit，可见，jvm实现同步代码块的原理是基于进入和退出monitor对象来实现的，monitorenter、monitorexit是字节码指令，monitorenter代表进入同步代码块，monitorexit表示同步结束。
（在上一节中我们提到了java的每个对象，不管是Object还是类的class，都有对象锁，都具备锁信息，那么，对象的锁信息存在对象的什么地方呢？每个java对象都有对象头，锁的信息就存放在对象头中。）
那么monitor是什么呢？monitor是存在于每个java对象中，java中每个对象(Object/class)都有唯一的一个monitor，且同时只能有一个线程可以获取某个对象的monitor。任意线程对Object的访问，首先要获得Object的监视器，如果获取失败，该线程就进入同步状态，线程状态变为BLOCKED，当Object的监视器占有者释放后，在同步队列中得线程就会有机会重新获取该监视器。
monitor的概念：可以说monitor是一种机制也可以说是一个对象，操作系统为进一步优化并发问题，提出了monitor概念，操作系统本身并不支持 monitor 机制，实际上，monitor 是属于编程语言的范畴，当你想要使用 monitor 时，先了解一下语言本身是否支持 monitor 原语，例如 C 语言它就不支持 monitor，Java 语言支持 monitor，简单的说，是操作系统范畴的，在java字节码中使用monitorenter、monitorexit就能传达至操作系统。