Synchronized 的实现原理

Synchronized 的实现原理

Synchronized是Java种用于进行同步的关键字，synchronized的底层使用的是锁机制实现的同步。在Java中的每一个对象都可以作为锁。

Java中synchronized的两个特性：

1. 互斥性：即在同一时间内只允许同一个县城持有某一个对象锁，通过这种特性来实现多个线程中的协调机制，这样在同一时间内只有一个线程对同步的代码进行访问，互斥性往往也被称为原子性。

2. 可见性：必须确保在获取锁的时候，线程内共享变量的值和主存一致，并且也必须保证在锁在被释放前，对共享变量所做的修改，对于随后获取锁的另一个线程是可见的（即在获取锁时应该获得的是最新的共享变量的值）

3. ，否则另一个线程可能在本地缓存的某一个副本上继续操作从而导致结果不一致。

Synchronized实现同步的几种方式中分别为：

• 普通同步方法：锁是当前实例对象

• 静态同步方法：锁是当前类的Class对象

• 同步方法块：锁是Synchronized括号里配置的对象

任何一个对象都一个Monitor与之关联，当且一个Monitor被持有后，它将处于锁定状态。Synchronized在JVM里的实现都是基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步，虽然具体实现细节不一样，

但是都可以通过成对的MonitorEnter和MonitorExit指令来实现。MonitorEnter指令插入在同步代码块的开始位置，当代码执行到该指令时，将会尝试获取该对象Monitor的所有权，即尝试获得该对象的锁，而monitorExit指令则插入在方法结束处和异常处，JVM保证每个MonitorEnter必须有对应的MonitorExit。

monitorenter ：

每个对象有一个监视器锁（monitor）。当monitor被占用时就会处于锁定状态，线程执行monitorenter指令时尝试获取monitor的所有权，过程如下：

1、如果monitor的进入数为0，则该线程进入monitor，然后将进入数设置为1，该线程即为monitor的所有者。

2、如果线程已经占有该monitor，只是重新进入，则进入monitor的进入数加1.

3.如果其他线程已经占用了monitor，则该线程进入阻塞状态，直到monitor的进入数为0，再重新尝试获取monitor的所有权。

monitorexit：

执行monitorexit的线程必须是objectref所对应的monitor的所有者。

指令执行时，monitor的进入数减1，如果减1后进入数为0，那线程退出monitor，不再是这个monitor的所有者。其他被这个monitor阻塞的线程可以尝试去获取这个 monitor 的所有权。

　　通过这两段描述，我们应该能很清楚的看出Synchronized的实现原理，Synchronized的语义底层是通过一个monitor的对象来完成，其实wait/notify等方法也依赖于monitor对象，

这就是为什么只有在同步的块或者方法中才能调用wait/notify等方法，否则会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException的异常的原因。