synchronized底层

`synchronized` 关键字的底层实现和锁的获取与释放过程涉及到了 Java 虚拟机(JVM)、Java 对象头和操作系统等多个层面。

当一个线程访问一个被 `synchronized` 修饰的方法或代码块时，JVM 会首先尝试获取这个同步锁。如果这个锁没有被其他线程占用，则该线程可以顺利获取锁，并进入临界区。如果这个锁已经被其他线程占用，则该线程会进入阻塞状态，直到获取到锁为止。

在 Java 对象头中，有一个字段用于存储这个对象的 Mark Word，这个字段中的一部分用于存储锁的信息，例如锁的状态、持有锁的线程 ID 等。当一个线程获取到锁时，会将这个锁的状态设置为“锁定”，同时将持有锁的线程 ID 记录在 Mark Word 中。当这个线程释放锁时，会将锁的状态设置为“未锁定”，并清除持有锁的线程 ID。

在操作系统层面，锁的获取和释放需要通过操作系统提供的原语来实现，例如 Linux 中的 futex。当线程在获取锁时，如果锁已经被其他线程占用，则它会进入阻塞状态。操作系统会将这个线程加入到等待队列中，并在锁被释放时通知到这个线程，使其重新竞争锁。当线程释放锁时，操作系统会将等待队列中的一个或多个线程唤醒，并将锁的所有权转移到其中一个线程手中。

总的来说，`synchronized` 关键字的实现涉及到了多个层面的细节，包括 Java 虚拟机、Java 对象头和操作系统等。了解其底层实现原理有助于我们更好地理解和使用锁机制，从而编写出更加高效和健壮的多线程程序。

相关问题

synchronized底层原理

### 回答1：
"synchronized" 关键字的底层原理是基于 Java 的内置锁（Monitor）机制。

Java 中的锁是通过对象的 monitor 实现的，每个对象都有一个对应的 monitor。当线程进入一个对象的 synchronized 代码块时，它会请求该对象的 monitor，如果该 monitor 没有被其他线程占用，则该线程获得该 monitor 并执行代码块，否则该线程阻塞，直到该 monitor 被释放。

通过使用 monitor，Java 可以保证同一时刻只有一个线程能够访问该对象的 synchronized 代码块，从而实现线程同步。

因此，"synchronized" 关键字实现了线程同步的功能，并且可以避免因竞争访问共享资源导致的线程安全问题。

### 回答2：
synchronized是Java中的关键字，用于实现多线程同步。它的底层原理是通过对象的内部锁（也称为监视器锁）来实现线程的互斥访问。

在Java中，每个对象都有一个与之关联的内部锁。当一个线程尝试进入被synchronized修饰的代码块时，它会首先尝试获得该对象的内部锁。如果锁没有被其他线程所占用，那么该线程就会获取到锁，并且进入临界区执行代码。如果锁已经被其他线程所占用，那么该线程就会进入阻塞状态，直到锁被释放。

在synchronized的实现中，锁的状态有两种：被线程占用和未被占用。当一个线程获得锁后，它会将锁的状态设置为已被占用。其他线程在尝试获取该锁时，会发现锁已被占用，它们会进入锁的等待队列中，等待获取锁的线程释放锁。

在Java语言规范中，对synchronized关键字进行了优化，包括偏向锁、轻量级锁和重量级锁三种状态，这样可以在不同场景下提高并发性能。

总结来说，synchronized的底层原理是通过对象的内部锁来实现线程的互斥访问。通过获取和释放锁的机制，保证了同一时间只有一个线程能够访问被synchronized修饰的代码块，从而保证了线程安全。这种机制虽然简单，但在多线程编程中起着重要的作用。

### 回答3：
synchronized 是 Java 中用来实现线程同步的关键字。它的底层原理主要是通过对象的监视器锁来实现的。具体来说，Java 中的每个对象都有一个与之相关联的监视器锁，也称为内部锁或互斥锁。

当线程进入一个 synchronized 代码块或方法时，它会尝试获取对象的监视器锁。如果该锁没有被其他线程占用，那么当前线程就可以获取到锁，并进入临界区。如果该锁已经被其他线程占用，则当前线程就会被阻塞，并且进入等待队列。

一旦当前线程进入临界区，它就可以执行 synchronized 代码块或方法中的内容。其他线程如果想要执行该 synchronized 代码块或方法，就必须等待当前线程释放锁。只有当当前线程执行完 synchronized 代码块或方法，且释放了锁，其他线程才有机会获取到锁并执行相应的代码。

synchronized 的原理可以用实例来解释。假设有一个共享资源，例如一个变量，多个线程同时修改该变量的值。如果没有同步机制，可能会导致不可预期的结果。但是当我们使用 synchronized 关键字对修改该变量的代码进行同步，每次只有一个线程能够获取到锁并修改变量的值，这样就保证了线程安全。

总结来说，synchronized 底层原理是通过对象的监视器锁来实现线程之间的同步。它确保了同一时刻只有一个线程能够获取到锁，并且其他线程需要等待锁的释放才能继续执行。这样可以有效地保护共享资源，避免多个线程同时对共享资源进行修改导致的数据不一致性和不可预测性。

synchronized 底层原理

synchronized关键字是Java中实现线程同步的一种机制。它的底层原理是使用了monitor锁机制。当一个线程进入synchronized代码块或方法时，它会尝试获取monitor锁。如果锁可用，线程将获得锁并执行代码，然后在退出代码块或方法时释放锁。如果锁不可用，线程将被阻塞，直到锁被释放为止。

具体来说，synchronized的底层原理涉及到对象头和monitor。每个Java对象都有一个对象头，其中包含了对象的元数据信息，如哈希码和锁信息。在运行时，Java虚拟机会为每个对象分配一个monitor，用于实现对对象的同步访问。当一个线程尝试进入synchronized代码块或方法时，它会去检查对象的monitor是否被锁定。如果锁定了，线程将进入阻塞状态等待锁的释放。如果未锁定，线程将获得锁并执行代码。

在底层实现上，monitor是基于操作系统的底层同步原语实现的。例如，在Windows操作系统中，monitor可以由互斥量（Mutex）实现。当一个线程获取了monitor锁后，其他线程就无法获得该锁，只能等待当前持有锁的线程释放锁。