synchronized是什麼?

是一個關鍵字，可以修飾方法，又可以細分為類方法和實例方法。

雖然synchronized也能直接鎖定一個代碼塊，但本質上鎖定的無非還是類或實例

synchronized能解決什麼問題?

通俗的講， synchronized提供了鎖的能力。避免一個資源被多個線程同時調用導致的數據錯亂，可以通過該關鍵字來保證線程同步、安全。

Synchronized修飾不同對象的鎖粒度?

修飾類方法，這裡類方法指static修飾的方法，鎖粒度為類的Class對象
修飾實例方法，鎖的粒度為類對應的實例對象，即new出來的對象

Synchronized實現原理

同步方法和同步代碼塊的實現略微有些差異，但本質上沒啥區別。

同步方法，通過查看字節碼，可以看到通過synchronized修飾的放在在flag標誌為增加了一個ACC_SYNCHRONIZED標誌位，該標誌位告訴JVM，進入該方法前需要先獲取鎖，獲取鎖成功後，鎖計數+1，方法執行結束後，釋放鎖，鎖計數-1

同步代碼塊，通過查看字節碼，可以看到通過synchronized鎖定的代碼塊，在對應的指令前後增加了monitorenter和monitorexit兩個指令，在執行monitorenter指令前先要獲取鎖，獲取鎖成功，鎖計數+1， monitorexit執行執行過後會釋放鎖，鎖計數-1

synchronized鎖是可重入的，同一個線程再次申請鎖，鎖計數器持續+1

上面所說的獲取鎖，指的是每個對象都有的監視器鎖

通過下面圖片中的示例說明synchronized在字節碼層面是如何存在的，下圖的類中提供了4個方法

test1()，synchronized修飾的實例方法
test2()，synchronized修飾的類方法
test3()，普通的類方法
test4()，普通的實例方法，但方法內部包含synchronized同步塊

實例代碼

test1()方法的字節碼上flag中包含“ACC_SYNCHRONIZED”標誌位

test2()方法的字節碼上flag中包含“ACC_SYNCHRONIZED”標誌位

test3()方法的字節碼上沒有“ACC_SYNCHRONIZED”標誌位

synchronized同步代碼塊的字節碼增加了monitorenter、monitorexit指令

synchronized鎖狀態

JDK1.6之前只有兩種狀態：無鎖狀態、有鎖狀態（重量級鎖）

JDK1.6之後又增加了兩種狀態：無鎖狀態、偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖

鎖的升級過程：偏向鎖->輕量級鎖->重量級鎖

這是官方對synchronized進行的一次優化，使得synchronized的性能大大提升

從鎖的各個狀態定義不難理解，首先是偏向鎖，大多的情況下是不會發生線程競爭的，當第一個線程獲得鎖之後，此時鎖的狀態變更是：無鎖->偏向鎖，當該線程再次嘗試獲取鎖時，因為是同一個線程，不需要再進行同步操作，直接就能獲取到鎖。如何做到同一個線程多次快速獲取到鎖？其關鍵點在於對象頭，當鎖變為偏向鎖的時候，對象頭中會記錄線程的ID，同一線程再次獲取鎖時，值需要對比下對象頭中記錄的鎖的線程Id是否一致即可完成。

在升級輕量級鎖的過程中，有可能會失敗，而且很多情況下，線程持有鎖的時間極短，比線程獲得CPU調度等待的時間還短，這樣會導致性能不高，JVM為此做了自旋鎖的優化，通過自旋鎖讓升級輕量級鎖失敗的線程不讓出CPU，這樣當爭搶到鎖之後，立即就能執行，不需要再等待CPU調度了，但是自旋鎖如果遲遲爭搶不到鎖，會消耗CPU

其次是輕量級鎖，當有第二個線程獲取鎖，但與第一個線程並沒有出現競爭關係，兩個線程只是交替的執行，此時鎖就會升級為輕量級鎖，鎖狀態：偏向鎖->輕量級鎖

最後是重量級鎖，當同一時間有多個線程在獲取鎖，多個線程出現競爭，此時就會升級為重量級鎖，鎖狀態：輕量級->重量級