詳細介紹一下Synchronized同步鎖

　　1. 簡介

　　synchronized 它可以把任意一個非 NULL 的對象當作鎖。他屬于獨占式的悲觀鎖，同時屬于可重入鎖。

　　2. Synchronized作用范圍

　　作用于方法時，鎖住的是對象的實例(this);

　　當作用于靜態(tài)方法時，鎖住的是Class實例，又因為Class的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲在永久帶PermGen

　　(jdk1.8 則是 metaspace)，永久帶是全局共享的，因此靜態(tài)方法鎖相當于類的一個全局鎖，會鎖所有調(diào)用該方法的線程;

　　synchronized 作用于一個對象實例時，鎖住的是所有以該對象為鎖的代碼塊。它有多個隊列，

　　當多個線程一起訪問某個對象監(jiān)視器的時候，對象監(jiān)視器會將這些線程存儲在不同的容器中。

　　3. Synchronized 核心組件

　　Wait Set：哪些調(diào)用 wait 方法被阻塞的線程被放置在這里;

　　Contention List：競爭隊列，所有請求鎖的線程首先被放在這個競爭隊列中;

　　Entry List：Contention List 中那些有資格成為候選資源的線程被移動到 Entry List 中;

　　OnDeck：任意時刻，最多只有一個線程正在競爭鎖資源，該線程被成為 OnDeck;

　　Owner：當前已經(jīng)獲取到所資源的線程被稱為 Owner;

　　!Owner：當前釋放鎖的線程。

　　4. Synchronized實現(xiàn)過程

   　JVM 每次從隊列的尾部取出一個數(shù)據(jù)用于鎖競爭候選者(OnDeck)，但是并發(fā)情況下，ContentionList 會被大量的并發(fā)線程進行 CAS 訪問，為了降低對尾部元素的競爭，JVM 會將一部分線程移動到 EntryList 中作為候選競爭線程。

　　Owner 線程會在 unlock 時，將 ContentionList 中的部分線程遷移到 EntryList 中，并指定EntryList 中的某個線程為 OnDeck 線程(一般是最先進去的那個線程)。

　　Owner 線程并不直接把鎖傳遞給 OnDeck 線程，而是把鎖競爭的權(quán)利交給 OnDeck，OnDeck需要重新競爭鎖。這樣雖然犧牲了一些公平性，但是能極大的提升系統(tǒng)的吞吐量，在JVM 中，也把這種選擇行為稱之為“競爭切換”。

　　OnDeck 線程獲取到鎖資源后會變?yōu)?Owner 線程，而沒有得到鎖資源的仍然停留在 EntryList 中。如果Owner線程被wait方法阻塞，則轉(zhuǎn)移到WaitSet隊列中，直到某個時刻通過notify 或者 notifyAll 喚醒，會重新進去 EntryList 中。

　　處于 ContentionList、EntryList、WaitSet 中的線程都處于阻塞狀態(tài)，該阻塞是由操作系統(tǒng)來完成的(Linux 內(nèi)核下采用pthread_mutex_lock 內(nèi)核函數(shù)實現(xiàn)的)。

　　Synchronized 是非公平鎖。 Synchronized 在線程進入 ContentionList 時，等待的線程會先嘗試自旋獲取鎖，如果獲取不到就進入 ContentionList，這明顯對于已經(jīng)進入隊列的線程是不公平的，還有一個不公平的事情就是自旋獲取鎖的線程還可能直接搶占 OnDeck 線程的鎖資源。

　　[java 中的鎖 -- 偏向鎖、輕量級鎖、自旋鎖、重量級鎖](.\子文檔\java 中的鎖 -- 偏向鎖、輕量級鎖、自旋鎖、重量級鎖.md)

　　每個對象都有個 monitor 對象，加鎖就是在競爭 monitor 對象，代碼塊加鎖是在前后分別加上 monitorenter 和 monitorexit 指令來實現(xiàn)的，方法加鎖是通過一個標記位來判斷的

　　synchronized 是一個重量級操作，需要調(diào)用操作系統(tǒng)相關(guān)接口，性能是低效的，有可能給線程加鎖消耗的時間比有用操作消耗的時間更多。

　　Java1.6，synchronized進行了很多的優(yōu)化，有適應自旋、鎖消除、鎖粗化、輕量級鎖及偏向鎖等，效率有了本質(zhì)上的提高。在之后推出的 Java1.7 與 1.8 中，均對該關(guān)鍵字的實現(xiàn)機理做了優(yōu)化。引入了偏向鎖和輕量級鎖。都是在對象頭中有標記位，不需要經(jīng)過操作系統(tǒng)加鎖。

　　鎖可以從偏向鎖升級到輕量級鎖，再升級到重量級鎖。這種升級過程叫做鎖膨脹;

　　JDK 1.6 中默認是開啟偏向鎖和輕量級鎖，可以通過-XX:-UseBiasedLocking 來禁用偏向鎖。

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