Java中鎖是比較難的一塊，包括synchronized，如加鎖之後物件頭資訊的變化是怎樣的？更不用說AQS。不要一開始就糾結共享鎖/獨佔鎖，公平鎖/非公平鎖，以及偏向等，應該從原理層面去理解，一勞永逸。

Synchronized

在JDK1.6之前，synchronized重度依賴於作業系統，涉及到CPU狀態切換，效率很低。（據說Doug Lea因此才開發了AQS框架）。JDK1.6才有了較大的優化，引入了鎖的膨脹升級機制。

檢視物件頭資訊的工具：

<dependency>
    <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
    <artifactId>jol-core</artifactId>
    <version>0.16</version>
</dependency>
 

32位虛擬機器物件頭組成參考：

synchronized的用法

1. 修飾指定物件

// 鎖住的只是obj這個物件
Object obj = new Object();

synchronized (obj) {
  System.out.println("...");

  // synchronized是可重入的, 這裡實際上會被優化掉
  synchronized (obj) {
    System.out.println("***");
  }
}

2. 修飾普通方法

// 鎖住的是具體的例項
public class Test {
  public synchronized void print() {
    System.out.println("...");
  }
}
 

3. 修飾靜態方法

// 鎖住的是當前類，靜態成員屬於類
public class Test {
  public static synchronized void print() {
    System.out.println("...");
  }
}

synchronized的升級過程

• 無鎖：程式執行即刻建立的物件（4s內）
• 偏向鎖：預設情況，在程式啟動4s後建立的物件，JVM會自動為這些物件加偏向鎖。延遲4s是為了避開程式啟動過程中的資源競爭。
• 輕量級鎖：多執行緒競爭不激烈
• 重量級鎖：多執行緒競爭資源激烈

鎖的升級過程是不可逆的。偏向鎖不是真正加鎖，偏向鎖和無鎖狀態是可以轉換的。另外，呼叫hashCode()

synchronized的粗化

Object obj = new Object();

synchronized (obj) {
  synchronized (obj) {
    System.out.println("***");
  }
}

這樣加鎖程式碼可以執行，但實際上裡層的synchronized是完全不必要的，只需留下外層的synchronized即可，而JVM就會做這種優化，即鎖的粗化。

synchronized的消除

Object obj = new Object();

synchronized (obj) {
  synchronized (obj) {
    System.out.println("***");
  }
}

如果本身程式就是單執行緒的，不需要鎖，JVM也會優化，將鎖去掉，即鎖的消除。實際上粗話就消除了裡層的鎖。

由上述內容可以得知，synchronized是可重入鎖。另外，多個執行緒來synchronized(obj)的時候，synchronized無法對執行緒進行排隊，而是執行緒去搶，所以是非公平的。