介绍

synchronized是JVM内建的同步机制，提供了互斥性和可见性来保证多线程安全。当某一线程获取到当前锁时，其他线程只能处于阻塞或者等待状态。

用法

可作用于方法上或者代码块中

• 作用于静态方法时，其他synchronized修饰的静态方法或者synchronized(Class)代码段都会被挂起
• 作用与动态方法时，该对象的其他synchronized修饰的动态方法或者synchronized(this)代码段都会被挂起

实现原理

synchronized代码块是由一对monitorenter/monitorexit实现的，Monitor对象是实现同步的基本单元。
如下代码：

public void test(){
     synchronized(this){
          int i=0;
     }
  }

反编译后如下：

image.png

Monitor的实现

之前的Monitor实现主要依靠操作系统内部的互斥锁来实现，需要进行用户态到内核态的转变，所以是一个重量级的操作锁。
JDK8对此进行了改良，提供了三种实现Monitor的方式，分别为偏斜锁、轻量级锁、重量级锁。

• 偏斜锁(Biased Locking)
  没有锁竞争时，默认使用偏斜锁。利用CAS将对象头上的Mark Word部分设置为当前线程ID，但并不是真正意义上的互斥所。好处是由于大部分对象声明周期只会被一个线程锁定，所以偏斜锁无竞争开销。
• 轻量级锁
  当出现锁竞争时，也就是另外一个线程试图锁定偏斜锁处理过的对象时，JVM将切换到轻量级锁，利用CAS和Mark Word来试图获取锁，如果重试后扔不成功，则进一步升级为重量级锁。

读写锁

独占锁要么不占，要么独占，这种行为有一定的局限性，比如在一个写少读多的并发情况下，并不适合使用独占锁。
读写锁的原理是读锁时共享，写锁时互斥，运行阶段，如果读锁试图锁定对象，写锁正在被某个线程持有，此时读锁会等待对方操作结束，从而保证数据的正确性。
读写锁的粒度虽然相对较细，但是却增加了比较大的开销。
StampedLock是java8提供的更优于读写锁的类。不仅提供了读锁和写锁，还支持优化读模式。基于一种假设：大多数情况下读和写不会发生冲突，其逻辑先试着读，然后通过validate函数确认是否进入了写模式，
如果没有则可以避免多余的开销；如果进去了，则尝试获取读锁。

自旋锁

在无法获取到锁时，采用轮询体内实现，当循环条件被外界改变时，进入临界区

• 自旋锁在轮询时不会进入阻塞状态，从而避免了线程状态上下文的切换开销
• 轮询会一直占用CPU，如果轮询时间较长则影响CPU执行其他线程，所以适用于锁竞争不激烈的场景。否则还是使用互斥锁