一： synchronized的字节码层实现(可以不看)

1. 修饰代码段，经过javac编译之后，会在这段代码块前面加上一个monitor enter字节码指令，后面加上一个monitorexit指令。这两个字节码指令都需要一个reference类型的参数来说明要锁定和解锁的对象。可以是synchronized直接给出的参数，也可能是对象或是这个类的class对象。
   在执行monitorenter指令的时候，如果锁没有被持有或者已经被当前线程锁持有。可以将当前锁的计数器++。在执行monitorexit指令的时候，会将计数器--。如果计数器=0就说明线程释放了这个锁。因此synchronized是可重入的
2. 修饰方法的时候，不会在方法前后加上Monitorenter、Monitorexit。而是会在方法表上flags属性加一个ACC_SYNCHRONIZED的修饰。这个修饰最终在字节码指令级别获取锁的时候还是通过monitorenter、monitorexit。

二：synchronized的优化

为了提高效率，在JDK1.6引入了偏向锁和轻量级锁

三：synchronized的底层锁实现

1.synchronized获取锁之后是根据不同情景转换锁，偏向锁->轻量级锁、重量级锁。并且这个转换时不可逆的！

2.偏向锁、轻量级锁、重量级锁各自使用的场景

偏向锁：自始至终都只有一个线程进入临界区
轻量级锁：多个线程切换进入临界区(不存在竞争关系)
重量级锁：多个线程存在竞争关系，这个时候锁就会升级到重量级锁。

3.锁之间是通过设置对象信息来实现的(正题)

不要忘记synchronized锁代码块的时候是锁了代码吗，其实是锁了对象。如果是修饰非静态方法的话，锁得就是当前调用该方法的实例对象，如果是静态方法的话，锁的就是该方法的class类。
每个对象new出来的时候，都会在java的堆区的一块区域生成一个对象。对象包括对象头、实例数据、对齐填充。对象头又包括markword、指向类的指针、数组的长度(只有数组对象才有)。而我们修改的信息都在markword里面。下面给出32位虚拟机里面markword的亚子，25位用来存储HashCode，4位是分代年龄，1位是偏向模式，2位是标志位。

1. 偏向锁使用：我们就是通过设置最后三位来实现锁的转换的，第一个线程想获取锁，先上偏向锁，设置最后三位为101。markword的内容中需要再记录该线程的id，如果之后还是这个线程来访问，可以直接放行。其实相当于没有锁，代价只是修改了一下markword的信息。
2. 轻量级锁的使用：线程A已经获得锁了，并且线程A运行挺顺利，没有其他线程来和他竞争锁。最终线程A执行结束之后就没了。但这个时候对象图里面还存储着偏向锁偏爱的id。所以当线程B再来获取锁的时候，就不能再用偏向锁了，而是将最后三位设置成000，开始用轻量级锁。
3. 重量级锁的使用：线程B正持有着轻量级锁运行着呢，忽然线程C跑出来和线程B竞争。这个时候轻量级锁就不行了(轻量级锁是通过CAS原语来执行的噢，后面会讲到)这个时候锁就要升级了，最后三位设置成010。

4.偏向锁实现细节

某个线程让锁进入偏向锁模式的同时(最后三位设置成101)，也通过CAS语句(原子操作)使得堆内存上对象的markword存储上线程的id。有人会问markword不是固定的32为嘛？(在32为的虚拟机里面)。真实的情况是把HashCode的空间用来存储线程id等信心。what？HashCode怎样不要？下面四中，还会讲。

如果说轻量级锁是在无竞争的情况下使用CAS操作去消除同步使用的互斥量，那偏向锁就是在无竞争的情况下把整个同步都消除掉，连CAS操作都不做了。——《深入理解JVM》
偏向锁的获取和撤销：

5.轻量级锁的实现细节(下满的都是《深入理解JVM》的内容)

在代码进入同步块的时候，如果此同步对象没有被锁定（锁标志位为“01”状态），虚拟机首先将在当前线程的栈帧中建立一个名为锁记录（Lock Record）的空间，用于存储锁对象目前的Mark Word的拷贝（官方把这份拷贝加了一个Displaced前缀，即Displaced Mark Word），这时候线程堆栈与对象头的状态如下图所示：

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然后，虚拟机将使用CAS操作尝试将对象的Mark Word更新为指向Lock Record的指针。如果这个更新动作成功了，那么这个线程就拥有了该对象的锁，并且对象Mark Word的锁标志位（Mark Word的最后2bit）将转变为“00”，即表示此对象处于轻量级锁定状态，这时候线程堆栈与对象头的状态如下图所示：

image.png

如果这个更新操作失败了，虚拟机首先会检查对象的Mark Word是否指向当前线程的栈帧，如果只说明当前线程已经拥有了这个对象的锁，那就可以直接进入同步块继续执行，否则说明这个锁对象已经被其他线程抢占了。 如果有两条以上的线程争用同一个锁，那轻量级锁就不再有效，要膨胀为重量级锁，锁标志的状态值变为“10”，Mark Word中存储的就是指向重量级锁（互斥量）的指针，后面等待锁的线程也要进入阻塞状态。

四：HashCode丢失

HashCode在32位虚拟机里面markwork是32位的，25位是对象HashCode，后来变成偏向锁，这25位就干其他的了，HashCode丢失不要紧嘛？

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