参考：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI3ODA0ODkwNA==&mid=2247483680&idx=1&sn=18a73ea417d299de1a09640d56bd2489&scene=21#wechat_redirect

Synchronized原语

synchronized作为JAVA同步的关键原语，其作用范围可以分为三类:

  1. // sync 原语 作用范围
  2. publicclass SynchronizedSample {
  4.     privatefinal Object lock = new Object();
  6.     privatestaticint money = 0;
  7.         //非静态方法
  8.     public synchronized void noStaticMethod(){
  9.         money++;
  10.     }
  11.         //静态方法
  12.     public static synchronized void staticMethod(){
  13.         money++;
  14.     }
  16.     public void codeBlock(){
  17.           //代码块
  18.         synchronized (lock){
  19.             money++;
  20.         }
  21.     }
  22. }
作用范围 锁对象
非静态方法 当前对象 => this
静态方法 类对象 => SynchronizedSample.class （一切皆对象，这个是类对象）
代码块 指定对象 => lock （以上面的代码为例

在JDK1.6之前synchronized属于重量级锁，主要依赖os的mutex lock实现，涉及到线程从用户态到内核态的切换，切换开销较大。在1.6后，引入了偏向锁和轻量级锁，提升了synchronized的性能。

预备知识

JAVA的对象结构主要如下。
image.png

其中对象头分为：

对象头结构 存储信息-说明
Mard Word 存储对象的hashCode、锁信息或分代年龄或GC标志等信息
Klass Word 存储指向对象所属类（元数据）的指针，JVM通过这个确定这个对象属于哪个类

除此之，每个对象都有一个关联的monitor对象，其属性如下：

  1. //👇图详细介绍重要变量的作用
  2. ObjectMonitor() {
  3.     _header       = NULL;
  4.     _count        = 0;   // 重入次数
  5.     _waiters      = 0,   // 等待线程数
  6.     _recursions   = 0;
  7.     _object       = NULL;
  8.     _owner        = NULL;  // 当前持有锁的线程
  9.     _WaitSet      = NULL;  // 调用了 wait 方法的线程被阻塞 放置在这里
  10.     _WaitSetLock  = 0 ;
  11.     _Responsible  = NULL ;
  12.     _succ         = NULL ;
  13.     _cxq          = NULL ;
  14.     FreeNext      = NULL ;
  15.     _EntryList    = NULL ; // 等待锁 处于block的线程 有资格成为候选资源的线程
  16.     _SpinFreq     = 0 ;
  17.     _SpinClock    = 0 ;
  18.     OwnerIsThread = 0 ;
  19.   }

对于ObjectMonitor对象内部有一个竞争锁的机制，其原理如下：
image.png

当有两个线程A，B同时访问synchronized锁时，A抢先拿到了锁对象，这时monitor会把_owner设置为A，将对象的markword设置为Monitor，锁标记为10。
随后B会被加入waiting queue队列中被阻塞。

JVM每个冲Waiting Queue取一个元素到OnDesk作为候选者。为了防止Waiting Queue被大量线程执行CAS，单独设置了EntryList作为有资格进入OnDesk。而OnDesk作为竞争锁资源的线程，最多只能有一个。处于waiting queue和blocking queue的线程均处于阻塞状态。这种synchronize的锁是非公平的。

Synchronized优化

在1.6后java引入了偏向锁和轻量级锁。通过这些措施来优化了synchronized的加锁开销。