JVM对Synchronized关键字的优化

Java对象头和Monitor是实现synchronized关键字的基础。

对象头

对象头在内存中的布局：

• 对象头
• 实例数据
• 对齐填充

重点说下对象头，对象头的结构：

• Mark Word： 默认存储对象的hashcode，分代年龄，锁类型，锁标志位等信息，实现轻量级锁和偏向锁的关键
• Class Meta Address：类型指针指向对象的类元数据，JVM通过这个指针确定该对象是哪个类的数据

Java中对象在创建的时候就自带了一把Monitor。早期版本中的synchronized依赖mutex lock实现，其底层依赖操作系统的内核态，开销很大，所以早期的加锁性能很低。而后来，HotSpot对synchronized做了很大的优化，现在的效率很不错了。

如：

• 自适应自旋
• 锁消除
• 自旋锁
• 轻量级锁
• 锁粗化

参考：Java高效并发(九)

Image result for Java object header

锁升级

Synchonized的四种状态：

• 无锁
• 偏向锁，多数情况下，锁不存在竞争，总是由同一线程获得。
• 轻量级锁，由偏向锁升级来的，第二个线程加入锁争用的时候，偏向锁就会升级为轻量级锁
• 重量级锁，同一时间访问同一把锁，就会有线程获取锁失败，会导致轻量级锁升级为重量级锁

image-20190305082526875 image.png

参考

• Java高效并发(九)
• 深入理解Java并发之synchronized实现原理