synchronized 内部实现原理

synchronized关键字在JVM中的实现是通过进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步的。每个对象都有一个与之关联的Monitor，当一个Monitor被持有后，它将处于锁定状态。具体实现细节可能有所不同，但可以通过成对的MonitorEnter和MonitorExit指令来实现。

synchronized关键字提供了对临界资源的同步互斥访问。它是一种对象锁，作用粒度是对象，而不是引用变量。这意味着多个线程可以同时访问同一个对象的非同步方法，但只有一个线程能够进入该对象的synchronized方法或synchronized代码块。synchronized关键字还支持重入，即一个线程可以多次获取同一个对象的锁，但也需要相应地释放多次锁。这种重入的最大作用是避免死锁。

然而，需要注意的是，尽管synchronized关键字能够有效解决代码重排问题，但它无法完全禁止指令重排和处理器优化，实际上仍然会发生重排。重排后的指令顺序只会影响当前线程，但有可能会影响其他线程。

相关问题

synchronized的实现原理

synchronized是Java中用于实现线程同步的关键字，它可以修饰方法或代码块。当一个线程访问被synchronized修饰的方法或代码块时，其他线程就不能同时访问该方法或代码块，只有等待当前线程执行完后才能执行。

synchronized的实现原理主要是依靠Java中的锁机制来实现的。在Java中，每个对象都有一个内部锁，也称作监视器锁或互斥锁。当一个线程访问一个被synchronized修饰的方法或代码块时，它会尝试获取该对象的锁，如果该锁没有被其他线程占用，那么该线程就可以获取到该锁并执行方法或代码块，同时该锁被该线程占用；如果该锁已经被其他线程占用，那么该线程就会进入阻塞状态，等待其他线程释放锁。

当一个线程执行完被synchronized修饰的方法或代码块后，它会释放该对象的锁，同时唤醒等待该锁的其他线程。这样其他线程就会竞争该锁，获取到该锁的线程就可以执行该方法或代码块，其他线程则继续等待。

需要注意的是，synchronized修饰的方法或代码块只能保证同一个对象上的线程同步，不同对象上的线程之间是不受影响的。另外，synchronized还可以使用在静态方法和类上，它们的实现原理与对象锁类似，只是锁的范围不同。

synchronized底层实现原理

### 回答1：
synchronized关键字的底层实现原理涉及到Java对象头的概念。在Java对象头中，有一个表示锁状态的标志位，它用来标识对象的锁状态。当线程进入一个synchronized方法或代码块时，会尝试获取对象的锁。如果该锁没有被其他线程占用，则该线程会成功获取锁并进入临界区。如果该锁已经被其他线程占用，则该线程会进入阻塞状态，直到锁被释放。当线程执行完synchronized方法或代码块后，会释放锁。

在JVM中，synchronized关键字实现的锁有两种，分别为偏向锁和重量级锁。偏向锁是一种优化机制，它在对象创建时会将锁标志位初始化为偏向模式。当一个线程获取该对象的锁时，会将当前线程的ID记录在对象头中，并将锁标志位设置为偏向模式。以后该线程再次获取该对象的锁时，无需竞争，可以直接获取。重量级锁则是一种比较传统的锁机制，它使用操作系统的互斥量来实现锁。当多个线程竞争同一对象的锁时，会进入阻塞队列，等待锁被释放。

因此，synchronized关键字的底层实现原理就是通过Java对象头中的标志位来实现锁状态的记录和判断，并通过偏向锁和重量级锁来优化锁的竞争。

### 回答2：
synchronized是Java中用来实现线程同步的关键字，它保证了在同一时间只有一个线程可以进入被synchronized修饰的代码块或方法。synchronized的底层实现原理涉及到Java对象头、Monitor、线程间通信等。

每个Java对象在内存中都会有一个对象头，对象头中包含了一些元数据字段，其中有一个字段用来记录当前对象的锁信息。当一个线程进入synchronized代码块时，首先会尝试对对象加锁，如果对象的锁信息表明已经被其他线程锁定，则该线程会进入阻塞状态，等待其他线程释放锁。如果对象的锁信息表明还没有被其他线程锁定，则将对象头中的锁信息设置为该线程，并且将一个Monitor关联到该对象上。

Monitor是Java中用来实现监视器锁的机制，它与每个Java对象关联。Monitor内部维护了一个线程等待队列和一个拥有锁的线程。每个Monitor对象只能拥有一个线程，其他线程需要获取锁时只能进入等待队列。当某个线程执行完synchronized代码块或方法时，会释放锁，并且唤醒等待队列中的一个线程来竞争锁。

线程间的通信是通过底层的wait()、notify()和notifyAll()方法实现的。当一个线程执行wait()方法时，它会释放锁并进入阻塞状态，等待其他线程调用notify()或notifyAll()方法来唤醒它。唤醒的线程将进入就绪状态，并与其他线程竞争锁，竞争成功后将继续执行。

总结起来，synchronized的底层实现原理是通过Java对象头、Monitor和线程间的通信来实现的。它保证了在同一时间只有一个线程可以进入被synchronized修饰的代码块或方法，避免了多个线程对共享资源的并发访问造成的数据不一致问题。

### 回答3：
synchronized是Java中用于实现线程同步的关键字，可以用于修饰方法或代码块，保证多个线程对同一资源进行访问时的互斥。

synchronized的底层实现原理是基于对象的监视器（Monitor）机制。在Java中的每一个对象都会有一个与之关联的Monitor对象，Monitor对象用于同步对共享资源的访问。当一个线程遇到synchronized修饰的代码块或方法时，它首先需要获得对象的Monitor对象的锁。若锁已经被其他线程持有，则该线程会进入阻塞状态，直到锁被释放。当该线程获得锁之后，它就可以执行临界区内的代码了。

当一个线程执行完synchronized代码块或方法后，会释放对Monitor对象的锁，其他处于等待的线程就有机会获得锁，进入临界区执行代码。这样就保证了在任意时刻，只有一个线程可以获得锁，其他线程需要等待，实现了对共享资源的互斥访问。

synchronized通过内置的锁机制来实现线程间的同步，确保了数据的一致性和完整性。它基于底层的Monitor机制利用了操作系统的原子性操作，保证了多线程并发执行时的正确性。但是，在synchronized的机制下，一个线程获得了对象的锁之后，其他线程必须等待，可能会造成线程的阻塞和延迟。此外，在一些特殊情况下，可能会出现死锁的问题，即多个线程相互等待对方释放锁。

总之，synchronized是一种可靠的线程同步机制，通过Monitor对象的锁机制实现对共享资源的互斥访问。它的底层实现原理是基于对象的监视器（Monitor）机制，利用锁和等待队列来控制线程的执行和互斥访问。