面试必备之Synchronized关键字

谈谈你对synchronized的理解

1.synchronized 关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性。在java1.6之前,synchronized是属于重量级锁，效率比较低。synchronized在JVM里的实现是基于进入和退出Monitor对象来实现同步的。而监视器锁(Monitor)是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock 来实现的.

2.如果要挂起或者唤醒一个线程，都需要操作系统帮忙完成，而操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到内核态，这个状态之间
的转换需要相对比较长的时间，时间成本相对较高.

3.而在java1.6之后，官方为了减少锁操作的开销，引入了偏向锁、轻量级锁，自旋锁，自适应自旋锁以及锁的存储结构和升级过程。有些情况就不那么重了(ps:相关锁的适用场景)

说说自己怎么使用synchronized关键字，在项目中用到了吗？

1.对于普通同步方法，锁是当前实例对象

2.对于静态同步方法，锁是当前类的Class对象

3.对于同步方法快，锁是synchronized括号里配置的对象。

说说JDK1.6后的synchronized关键字底层做了哪些优化

1.在Java SE 1.6中，锁一共有4种状态，依次是：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态，它们会随着竞争情况而逐渐升级。注意锁可以升级不可降级，这种策略是为了提高获得锁和释放锁的效率。

锁相关概念

1.偏向锁：当一个线程访问同步块并获取锁时，会在对象头和栈帧中的锁记录里存储锁偏向的线程ID，以后该线程在进入和退出同步块时不需要进行CAS操作来加锁和解锁。

2.轻量级锁:减少无实际竞争下，使用重量级锁产生的消耗。

3.重量级锁：线程阻塞，响应时间缓慢。

Mark Word的存储结构

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锁的优缺点对比

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锁的升级过程

1.一个对象刚开始实例化的时候，没有任何线程来访问它的时候。它是可偏向的，偏向锁标志位为1，当第一个线程来访问它的时候，它会偏向这个线程，并使用CAS将对象头的ThreadID改成自己的ID,之后再次访问这个对象时，只需对比ThreadID,不需要再使用CAS在进行操作。

2.一旦有第二个线程访问这个对象，因为偏向锁不会主动释放，它使用了一种等到竞争出现才释放锁的机制。所以第二个线程可以看到对象是偏向状态，它会首先暂停拥有偏向锁的线程，然后检查持有偏向锁的线程是否存活，如果挂了，则将对象头设置成无锁状态，然后重新偏向新的线程。如果原来的线程依然存活，则马上执行那个线程的操作栈，检查该对象的使用情况，如果仍然需要持有偏向锁，则偏向锁升级为轻量级锁（偏向锁就是这个时候升级为轻量级锁的）此时轻量级锁由原持有偏向锁的线程持有，继续执行其同步代码，而正在竞争的线程会进入自旋等待获得该轻量级锁；如果不存在使用了，则可以将对象回复成无锁状态，然后重新偏向。

3.轻量级锁认为竞争存在，但是竞争的程度很轻，一般两个线程对于同一个锁的操作都会错开，或者说稍微等待一下（自旋），另一个线程就会释放锁。 但是当自旋超过一定的次数，或者一个线程在持有锁，一个在自旋，又有第三个来访时，轻量级锁膨胀为重量级锁，重量级锁使除了拥有锁的线程以外的线程都阻塞，防止CPU空转。

谈谈synchronized和ReentrantLock的区别

①两者都是可重入锁

②synchronized依赖于JVM而ReentrantLock是JDK层面实现的

③ReentrantLock比synchronized增加了一些高级功能：1.等待可中断2.可实现公平锁3.可实现选择性通知

补充点:CPU的内核态和用户态

内核态：
1.系统中既有操作系统的程序，也有普通用户程序。为了安全性和稳定性，操作系统的程序不能随便访问，这就是内核态。即需要执行操作系统的程序就必须转换到内核态才能执行！！！

2. 内核态可以使用计算机所有的硬件资源！！！

用户态：不能直接使用系统资源，也不能改变CPU的工作状态，并且只能访问这个用户程序自己的存储空间！！！！

参考

1.不能逃避的synchronized关键字

2.《java并发编程的艺术》

3java并发笔记synchronized锁的升级过程