synchronized关键字是怎么实现的

`synchronized`关键字是Java中用于实现同步的关键字，它是通过Java中的内置锁（也称为监视器锁）来实现的。当一个线程进入`synchronized`代码块时，它会尝试获取该代码块所在对象的内置锁，如果该锁被其他线程持有，则该线程会被阻塞，直到该锁被释放为止。当该线程执行完`synchronized`代码块后，会释放该锁，其他被阻塞的线程可以继续尝试获取该锁。

Java中的每个对象都有一个内置锁，可以通过`synchronized`关键字来获取该锁。当`synchronized`关键字加在实例方法上时，该方法的锁是该实例对象；当`synchronized`关键字加在静态方法上时，该方法的锁是该类对象。此外，还可以使用`synchronized`代码块来获取对象的内置锁，语法如下：

synchronized (object) {
    // synchronized 代码块
}

上述代码中，`object`是一个Java对象，当线程执行该代码块时，会尝试获取`object`对象的内置锁。

需要注意的是，内置锁是可重入的，也就是说，如果一个线程已经持有了某个对象的内置锁，那么它可以继续对该对象进行加锁操作，而不会被自己所持有的锁所阻塞。这种机制可以避免死锁的发生，也方便了编程。

相关问题

synchronized关键字在使⽤层⾯的理解 synchronized关键字在字节码中的体现 synchronized关键字在JVM中的实现 synchronized关键字在硬件⽅⾯的实现

1. synchronized关键字在使用层面的理解

synchronized关键字是Java中用来实现线程同步的关键字，可以修饰方法和代码块。当线程访问被synchronized修饰的方法或代码块时，需要获取对象的锁，如果该锁已被其他线程获取，则该线程会进入阻塞状态，直到获取到锁为止。synchronized关键字可以保证同一时刻只有一个线程能够访问被锁定的方法或代码块，从而避免了多线程并发访问时的数据竞争和一致性问题。

2. synchronized关键字在字节码中的体现

在Java代码编译成字节码后，synchronized关键字会被编译成monitorenter和monitorexit指令来实现。monitorenter指令对应获取锁操作，monitorexit指令对应释放锁操作。

3. synchronized关键字在JVM中的实现

在JVM中，每个对象都有一个监视器（monitor），用来实现对象锁。当一个线程获取对象锁后，就进入了对象的监视器中，其他线程只能等待该线程释放锁后再去竞争锁。

synchronized关键字的实现涉及到对象头中的标志位，包括锁标志位和重量级锁标志位等。当一个线程获取锁后，锁标志位被设置为1，其他线程再去获取锁时，会进入自旋等待或者阻塞等待状态，直到锁标志位被设置为0，即锁被释放后才能获取锁。

4. synchronized关键字在硬件方面的实现

在硬件层面，锁的实现需要通过CPU指令和总线锁来实现。当一个线程获取锁时，CPU会向总线发送一个锁请求信号，其他CPU收到该信号后会进入自旋等待状态，直到锁被释放后才能获取锁。总线锁可以保证多个CPU之间的原子操作，从而保证锁的正确性和一致性。

synchronized关键字的实现原理

synchronized关键字是Java中用于实现线程同步的关键字。它可以应用于方法或代码块，确保在同一时间只有一个线程能够访问被synchronized修饰的代码块或方法。

实现原理主要包括以下几个方面：
1. 监视器锁（Monitor Lock）：每个Java对象都有一个监视器锁，可以抽象地理解为对象内部的一种标记。当一个线程访问synchronized代码块或方法时，它会尝试获取对象的监视器锁，如果获取成功，则进入临界区执行代码；如果获取失败，则线程进入阻塞状态，直到获得锁为止。
2. 内存屏障（Memory Barrier）：synchronized关键字不仅保证了互斥性（即同一时间只有一个线程能够执行synchronized代码块或方法），还保证了可见性和有序性。在释放锁之前，会将对共享变量的修改刷新到主内存中；在获取锁之前，会从主内存中重新读取共享变量的值，确保每个线程看到的共享变量值一致。
3. 重入性（Reentrancy）：synchronized关键字是可重入的，即同一个线程可以多次获取同一个对象的监视器锁而不会发生死锁。每次获取锁时，锁的计数器会递增，释放锁时计数器递减，只有当计数器为0时才真正释放锁。
4. 互斥性（Mutual Exclusion）：synchronized关键字保证了临界区的互斥性，同一时间只有一个线程能够执行被synchronized修饰的代码块或方法。其他线程需要等待当前占用锁的线程释放锁后才能继续执行。

需要注意的是，synchronized关键字只能用于同一个进程或线程内部的同步，不能用于不同进程或线程之间的通信和同步。在Java 5及之后，还引入了更灵活的Lock和Condition接口来替代synchronized关键字，提供了更多高级的线程同步操作和更细粒度的控制。