此文只是記錄了個(gè)人對(duì)Synchronized的了解和認(rèn)知，基本上都是參考網(wǎng)上文獻(xiàn)，在了解的過(guò)程中對(duì)Synchronized的原理上產(chǎn)生一些疑問(wèn)，經(jīng)過(guò)多番查閱網(wǎng)上并沒(méi)有比較準(zhǔn)確或者相對(duì)權(quán)威的參考資料，疑問(wèn)如下：

1.多線程在競(jìng)爭(zhēng)瑣時(shí)是先進(jìn)入contentionList還是entryList？?jī)烧呤鞘裁搓P(guān)系？

2.一個(gè)線程釋放鎖時(shí)，是怎么通知阻塞的線程來(lái)競(jìng)爭(zhēng)鎖的？是如何競(jìng)爭(zhēng)的？

3.執(zhí)行完任務(wù)且釋放鎖的線程會(huì)被放到WaitList嗎？為什么？不會(huì)被回收嗎？

有知道的大佬希望能解答一下~

下面是個(gè)人對(duì)Synchronized的理解：
先了解一下幾個(gè)概念

原子性
是指一個(gè)操作或多個(gè)操作要么全部執(zhí)行，且執(zhí)行的過(guò)程不會(huì)被任何因素打斷，要么就都不執(zhí)行。不可中斷的一個(gè)或一系列操作。

可見(jiàn)性
指當(dāng)多個(gè)線程訪問(wèn)同一個(gè)變量時(shí)，一個(gè)線程修改了這個(gè)變量的值，其他線程能夠立即看得到修改的值。
通過(guò)volatile關(guān)鍵字修飾內(nèi)存中的變量，該變量在線程之間共享。是輕量級(jí)的鎖（synchronized），消耗的成本比synchronized小很多。volatile用于修飾變量。
如何保證可見(jiàn)性？
對(duì)一個(gè)變量unlock操作之前，必須要同步到主內(nèi)存中；如果對(duì)一個(gè)變量進(jìn)行l(wèi)ock操作，則將會(huì)清空工作內(nèi)存中此變量的值，在執(zhí)行引擎使用此變量前，需要重新從主內(nèi)存中l(wèi)oad操作或assign操作初始化變量值” 來(lái)保證的；

有序性
即程序執(zhí)行的順序按照代碼的先后順序執(zhí)行。

如果在本線程內(nèi)觀察，所有操作都是有序的；如果在一個(gè)線程中觀察另一個(gè)線程，所有操作都是無(wú)序的

Synchronized的使用
修飾實(shí)例方法：鎖是當(dāng)前實(shí)例對(duì)象。
修飾靜態(tài)方法：鎖是當(dāng)前類的class對(duì)象。
修飾代碼塊：鎖是括號(hào)中的對(duì)象。

Java 對(duì)象存儲(chǔ)在內(nèi)存中，分為三個(gè)部分，即對(duì)象頭、實(shí)例數(shù)據(jù)和對(duì)齊填充，而在其對(duì)象頭中，保存了鎖標(biāo)識(shí)。Synchronized的實(shí)現(xiàn)依賴于下對(duì)象頭：

|---------------------------------------------------------------------------------|
|                                 Object Header (96 bits)                         |
|--------------------------------|-----------------------|------------------------|
|        Mark Word(32bits)       |    Klass Word(32bits) |  array length(32bits)  |
|--------------------------------|-----------------------|------------------------|

1.Mark Word（標(biāo)記字段）

用于存儲(chǔ)對(duì)象自身的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)，如哈希碼（HashCode）、GC分代年齡、鎖狀態(tài)標(biāo)志、線程持有的鎖、偏向線程 ID、偏向時(shí)間戳等等;
Mark Word被設(shè)計(jì)成為一個(gè)非固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以便存儲(chǔ)更多有效的數(shù)據(jù)，它會(huì)根據(jù)對(duì)象本身的狀態(tài)復(fù)用自己的存儲(chǔ)空間，處于不同的狀態(tài)，里面的結(jié)構(gòu)也有不同。

a

Monitor（管程）Synchronized實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵
Monitor是一種同步工具或機(jī)制，通常被描述成一個(gè)對(duì)象，由
ObjectMonitor.hpp文件，C++實(shí)現(xiàn)的。

ObjectMonitor中關(guān)鍵屬性：

• _owner： 指向持有ObjectMonitor對(duì)象的線程
• _WaitSet： 存放處于wait狀態(tài)的線程隊(duì)列
• _EntryList： 存放處于等待鎖block狀態(tài)的線程隊(duì)列
• _recursions：記錄owner線程獲取鎖的次數(shù)，這也決定了synchronized是可重入的。
  - _count： 一種說(shuō)法是當(dāng)前線程獲取鎖的次數(shù)，持有_count+1，釋放_(tái)count-1；另一種說(shuō)法是沒(méi)有獲取到鎖的線程數(shù)量和調(diào)用Sleep方法的線程數(shù)總和。
  synchronized實(shí)現(xiàn)原理
  JVM基于進(jìn)入和退出monitor對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)同步，同步代碼塊采用添加moniterenter、moniterexit，同步方法使用ACC_SYNCHRONIZED標(biāo)記符隱式實(shí)現(xiàn)。每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)monitor與之關(guān)聯(lián)，運(yùn)行到moniterenter時(shí)嘗試獲取對(duì)應(yīng)monitor的所有權(quán)，獲取成功就將monitor的進(jìn)入數(shù)加1（所以是可重入鎖，也被稱為重量級(jí)鎖），否則就阻塞，擁有monitor的線程運(yùn)行到moniterexit時(shí)進(jìn)入數(shù)減1，為0時(shí)釋放monitor。
  java中每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)對(duì)象頭，synchronized所用的鎖就是存在對(duì)象頭里的。如果是非數(shù)組的對(duì)象是8個(gè)字節(jié)（32位JVM）或者16字節(jié)（64位JVM），數(shù)組對(duì)象還會(huì)有一個(gè)數(shù)組長(zhǎng)度（4個(gè)字節(jié)）

當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)一段同步代碼時(shí)候，首先會(huì)進(jìn)入_EntryList，當(dāng)某個(gè)線程獲取到Monitor后，會(huì)把_owner變量設(shè)置為當(dāng)前線程，同時(shí)_count計(jì)數(shù)器加1，既獲得對(duì)象鎖。
若持有Monitor的線程調(diào)用wait()方法或執(zhí)行完畢，將釋放當(dāng)前持有的Monitor，_owner變量設(shè)為null，_count計(jì)數(shù)器減1，同時(shí)該線程進(jìn)入_WaitSet集合中等待被喚醒。

為什么說(shuō)Synchronized是java語(yǔ)言中一個(gè)重量級(jí)操作？
Java 線程是映射到操作系統(tǒng)原生線程之上的，如果要阻塞或喚醒一個(gè)線程就需要操作系統(tǒng)幫忙，這就要從用戶態(tài)轉(zhuǎn)換到核心態(tài)，狀態(tài)的轉(zhuǎn)換需要花費(fèi)處理器很多時(shí)間來(lái)處理，可能比用戶代碼執(zhí)行時(shí)間還要長(zhǎng)，所以說(shuō)Synchronized是java語(yǔ)言中一個(gè)重量級(jí)操作。

2.Klass Point（類型指針）

這一部分用于存儲(chǔ)對(duì)象的類型指針，該指針指向它的類元數(shù)據(jù)，JVM通過(guò)這個(gè)指針確定對(duì)象是哪個(gè)類的實(shí)例。該指針的位長(zhǎng)度為JVM的一個(gè)字大小，即32位的JVM為32位，64位的JVM為64位。
如果應(yīng)用的對(duì)象過(guò)多，使用64位的指針將浪費(fèi)大量?jī)?nèi)存，統(tǒng)計(jì)而言，64位的JVM將會(huì)比32位的JVM多耗費(fèi)50%的內(nèi)存。為了節(jié)約內(nèi)存可以使用選項(xiàng)+UseCompressedOops開(kāi)啟指針壓縮，其中，oop即ordinary object pointer普通對(duì)象指針。開(kāi)啟該選項(xiàng)后，下列指針將壓縮至32位：

每個(gè)Class的屬性指針（即靜態(tài)變量）
每個(gè)對(duì)象的屬性指針（即對(duì)象變量）
普通對(duì)象數(shù)組的每個(gè)元素指針
當(dāng)然，也不是所有的指針都會(huì)壓縮，一些特殊類型的指針JVM不會(huì)優(yōu)化，比如指向PermGen的Class對(duì)象指針(JDK8中指向元空間的Class對(duì)象指針)、本地變量、堆棧元素、入?yún)ⅰ⒎祷刂岛蚇ULL指針等。

3.array length
如果對(duì)象是一個(gè)數(shù)組，那么對(duì)象頭還需要有額外的空間用于存儲(chǔ)數(shù)組的長(zhǎng)度，這部分?jǐn)?shù)據(jù)的長(zhǎng)度也隨著JVM架構(gòu)的不同而不同：32位的JVM上，長(zhǎng)度為32位；64位JVM則為64位。64位JVM如果開(kāi)啟+UseCompressedOops選項(xiàng)，該區(qū)域長(zhǎng)度也將由64位壓縮至32位。

為什么“wait/notify”方法必須要在synchronized的方法或者段中調(diào)用呢？
因?yàn)橹挥羞M(jìn)入了synchronized方法或者方法段中的線程才擁有了該鎖對(duì)象，只有擁有了該鎖對(duì)象才能調(diào)用該鎖對(duì)象的wait和notify方法。

此文只是記錄了個(gè)人對(duì)Synchronized的了解和認(rèn)知，基本上都是參考網(wǎng)上文獻(xiàn)，在了解的過(guò)程中對(duì)Synchronized的原理上產(chǎn)生一些疑問(wèn)，經(jīng)過(guò)多番查閱網(wǎng)上并沒(méi)有比較準(zhǔn)確或者相對(duì)權(quán)威的參考資料，疑問(wèn)如下：

1.多線程在競(jìng)爭(zhēng)瑣時(shí)是先進(jìn)入contentionList還是entryList？?jī)烧呤鞘裁搓P(guān)系？

2.一個(gè)線程釋放鎖時(shí)，是怎么通知阻塞的線程來(lái)競(jìng)爭(zhēng)鎖的？是如何競(jìng)爭(zhēng)的？

3.執(zhí)行完任務(wù)且釋放鎖的線程會(huì)被放到WaitList嗎？為什么？不會(huì)被回收嗎？

有知道的大佬希望能解答一下~

參考 對(duì)象頭