为什么需要同步

摘抄jdk文档原话 ：Threads communicate primarily by sharing access to fields and the objects reference fields refer to. This form of communication is extremely efficient, but makes two kinds of errors possible: thread interference and memory consistency errors. The tool needed to prevent these errors is synchronization.

大概意思是：线程主要通过共享对字段的访问和参考字段引用的对象进行通信。这种通信形式非常有效，但可能出现两种错误：线程干扰和内存一致性错误。防止这些错误所需的工具是同步。--摘抄jdk文档原话

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/sync.html

synchronized是什么

摘抄jdk文档原话 ：Synchronized methods enable a simple strategy for preventing thread interference and memory consistency errors: if an object is visible to more than one thread, all reads or writes to that object's variables  are done through synchronized methods

大概意思是：同步方法支持一种简单的策略来防止线程干扰和内存一致性错误：如果一个对象对多个线程可见，则对该对象变量的所有读取或写入都是通过synchronized方法完成的。

synchronized使用

synchronized的使用方式有两种：synchronized方法和synchronized语句

1:synchronized方法，实例方法和静态方法均可使用

public synchronized void sync(){

}

public synchronized static void sync1(){

}

2:synchronized语句

public final static Object MUTEX = new Object();

public void sync(){

    synchronized(MUTEX){

    }

}

synchronized深入解析

synchronized关键字提供了一种互斥机制，主要作用于上面介绍的synchronized方法和synchronized语句，我们可以将synchronized关键字的使用看作为一种同步操作。

同步操作是通过对象内部关联的monitor锁构建的，主要发挥了两个方面的作用：强制对对象状态进行独占访问，并建立与此可见性相关的happend-before关系。

我们可以这样理解

synchronized(MUTEX)这个同步操作是一个线程获取一个与MUTEX关联的monitor锁，当线程获取到对象的monitor锁之后就对这个对象独占了，其他线程就无法获取到这个对象的monitor锁，只有当对象的monitor锁被释放后才可以尝试获取，monitor锁的获取和释放都遵循happend-before原则。

当synchronized作用在方法上，它会自动获取该方法对象的monitor锁，并在方法返回时释放monitor锁。即使在返回的时发生了未捕获的异常，也会正常释放monitor锁，这个获取和释放的动作我们无从感知，所以synchronzied也称为隐式锁。

当使用synchronized语句时就必须指定一个monitor锁的对象，获取monitor锁、释放的操作跟作用在方法的方式是一致的，只是前者需要特别指定，后者自动获取方法对象的monitor锁。

需要注意的一点是monitor关联的对象不能为空

代码分析

创建5条线程同时去调用accessResource方法，由于accessResource使用了synchronized提供的同步操作，当有一条线程获取到方法对象的monitor锁之后，其他四条线程会进入堵塞状态，直到monitor锁被释放后。这个我们可以通Jconsole查看一下线程的状态（线程休眠10分钟可以更细致的查看）。

先运行程序，在终端输入jconsole指令即可。

我们也可以通过jstack指令查看线程的堆栈信息，输入jstack -pid

在线程的堆栈信息我们可以看到Thread0持有monitor锁并处于休眠状态中“locked<0x00000007956143c0>”，而且其他线程都在等待monitor锁 “- waiting to lock <0x00000007956143c0>”

从图上我们看到Thread0获取到了monitor锁，由于调用休眠方法，所以当前状态是TIMED_WAITING，而他们线程因为未能获取到monitor锁就直接就进入了BLOCKED状态，直到Thread0释放monitor锁之后才有资格去争抢monitor锁，如果再次未争抢到，依然是BLOCKED状态。

由此我们可以知道只要线程对同步操作的方法或语句未能争抢到monitor锁，就会进入BLOCKED状态，即使多个线程调用的是不同的方法，只要方法使用的是同一个monitor锁，那么线程都需要等候monitor锁的释放。

那么我们可以猜想一个问题，在同一个类中synchronized关键字作用在多个实例方法或者静态方法中，由不同的线程调用会出现上面堵塞的情况吗？

分别执行下面代码

我创建2条线程分别去调用sync1和sync2，从控制台打印的信息可以看出只执行了sync1，而sync2进入了BLOCKED状态，无论实例方法还是静态方法都是同样的结果，验证了我们的猜想。

如果线程分别调用的是实例方法和静态方法呢？结果回怎么样？大家可以去试一下。

JVM指令分析

jvm通过monitor enter 和monitor exit两个指令对同步操作进行了显示支持，执行monitor enter成功之前会从主内存中获取到最新的数据，而不是线程的线程内存，在执行monitor exit指令成功之后会释放monitor锁并且将共享变量的值从线程内存刷入到主内存中。保证了变量的内存一致性，这样就能保证操作的原子性

每个同步操作都会有一个monitor enter，一个或多个monitor exit出现。

通过上面的汇编代码(getstatic:获取类的静态属性，astore_n:将数据刷入到主内容，aload_n:从主内存中加载数据)。第5行代码执行了monitor enter指令获取到monitor锁，然后线程执行了sleep代码进入了休眠状态，结束休眠状态后执行monito exit指令释放monitor锁并且goto到31行执行return操作退出方法，