特性

原子性：要么全部成功，要么失败。这是指的再CPU调度层面，不会被中断，是作为一个步骤，不会被CPU拆解开的动作。最常见的 i++操作，就是不是原子性的，因为在CPU层面，这个i++包括3个步骤：读取、计数、赋值，在这3个步骤中，CPU时间片调度随时可能被切走。注意：volatile不具备原子性。
可见性：通过加锁的方式，synchronized修饰类或方法或对象时，如果一个线程想要执行该代码，首先要获取对象锁。如果当前有其他线程占用对象锁，那其他线程阻塞等待获取。
有序性：是指程序的执行是按着代码的先后顺序执行。volatile也保证有序性，它是通过防止指令重排序来实现的有序性。但是synchronized是通过同一时刻只会有一个线程访问资源，从而在单线程环境下保证的有序性。
可重入性：就是可以重复获取，获取对象锁后，可以进入该对象作用域范围内的其他锁同步代码块。

用法

修饰静态方法、修饰普通方法、修饰代码块。思考：锁的是什么？其实总结来说，锁的资源有2类：一个是对象，一个是类。
分类：在jdk1.6之前，只有无锁和有锁（重量级锁）两种类型。在jdk1.6之后，对synchronized进行了优化，新增了2种类型，变成4种：无锁、偏向锁、轻量级锁（自旋锁）、重量级锁。

底层实现

首先明白java对象实例在jvm内存中的结构：对象头、实例数据、对齐填充。对象头的内容包括：Mark Word 和 Class Metadata Address(类元数据，jvm是通过该指针知道此对象的类型信息)。Mark Word是存储对象的hashcode、锁信息、GC标志和分代年龄。我们申请锁、上锁、释放锁，都是通过获取对象头的Mark Word来获取锁的类型和状态，每个对象都有关联的monitor（管程或监视器锁）
方法块同步：从字节码文件中了解，synchronized锁同步方法块是用monitorenter和monitorexit指令标识实现的。当 当前线程程序指令进入monitorenter开始尝试获取对象锁monitor，如果对象锁的monitor=0，那线程就获得了对象锁，并标记Mark Word。如果对象锁的monitor>0，且Mark Word 不是自己当前线程，那就阻塞等待获取锁。如果重入，monitor 也会+1；
方法同步：是通过方法flags标志，读取运行时常量池中的 ACC_SYNCHRONIZED标志来实现的。当调用同步方法时，调用指令将会 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，当方法执行完成时释放monitor。

锁升级

上面提到了锁的4种状态，这4种锁状态是会升级的：无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁。问题：这个锁升级的过程是不可逆的吗？
jdk1.6之前获得锁很费劲儿，每次都像操作系统申请获得锁，效率低。jdk1.6改版了，对于一些并发小，没必要每次都找OS。当初次进入synchronized修饰的方法时，锁对象变成偏向锁（通过CAS修改对象头里的锁标志位），字面意思是“偏向于第一个获得它的线程”的锁。执行完同步代码块后，线程并不会主动释放偏向锁。当第二次到达同步代码块时，线程会判断此时持有锁的线程是否就是自己（持有锁的线程ID也在对象头里），如果是则正常往下执行。由于之前没有释放锁，这里也就不需要重新加锁。如果自始至终使用锁的线程只有一个，很明显偏向锁几乎没有额外开销，性能极高。
当锁是偏向锁的时候，却被另外的线程所访问，此时偏向锁就会升级为轻量级锁（自旋锁），其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，线程不会阻塞（是积极的排队等候，一直占用CPU资源），从而提高性能。注意：自旋锁适用于线程数少，执行时间短的情况，因为自旋的时候是一直占用CPU，不会让出。
当自旋一直获取不到锁，且自旋次数>10次了，就会升级为重量级锁（依然是CAS修改锁标志位，但不修改持有锁的线程ID）。当后续线程尝试获取锁时，发现被占用的锁是重量级锁，则直接将自己挂起（而不是忙等），等待将来被唤醒，它是不占用CPU资源。