synchronized重量级锁底层原理

最新推荐文章于 2025-10-17 22:06:04 发布

转载最新推荐文章于 2025-10-17 22:06:04 发布 · 1.2k 阅读

1 ·

CC 4.0 BY-SA版权

原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/bigbigChopper/article/details/100097855

java并发编程专栏收录该内容

9 篇文章

订阅专栏

本文详细解析了synchronized关键字的底层实现原理，包括对象头结构、MarkWord状态变化、重量级锁实现机制及同步代码块与方法的具体实现方式。

synchronized底层原理

对象头

要搞清楚Synchronize的底层原理，先了解一下对象头
每个对象都会有一个对象头
[外链图片转存失败(img-wk175Om9-1566883800511)(en-resource://database/4994:0)]
如果这个对象是是数组类型，那么jvm会用3个字宽(32位虚拟机中，1个字宽4个字节)存储对象头，如果是非数组类型，jvm会用2个字宽存储对象头
[外链图片转存失败(img-mqO61o30-1566883800512)(en-resource://database/4996:0)]
对象头的存储结构如上

[外链图片转存失败(img-vbfOjB9u-1566883800513)(en-resource://database/4998:0)]

其中Mark Word中的状态变化又如上图

synchronized的宏观实现

我们主要来说重量级锁的实现
在这里插入图片描述
从上面的图也可以看到，当Synchronize升级为重量级锁的时候，会有一个指向互斥量（monitor对象）的指针，这个monitor对象定义了_WaitSet和_EntryList两个队列，在下面我们会说到这两个队列的作用。除此之外，monitor对象中还有个_owner指针指向锁的持有者

首先，当一个线程去竞争锁，它会被放进_EntryList中去竞争，如果竞争成功，_owner指针就会指向当前线程，同时_count+1，如果竞争失败，会重新回到_EntryList中。如果一个线程被调用了wait()，那么会释放当前持有锁，_count-1且当前线程进入_WaitSet等待被唤醒

同步代码块的实现

synchronized(obj){
    i++;
}

如上面的代码，我们可以来看一下它的字节码
[外链图片转存失败(img-QroK3cq3-1566883800514)(en-resource://database/5002:0)]

我们可以看到三个标红的地方，分别用了monitorenter、monitorexit，当执行到monitroenter的时候，线程会进入entryList去竞争锁，如果竞争成功则走上面竞争成功的步骤，如果失败则走失败的步骤

那为什么会有两个monitorexit呢？

因为编译器要确保如果出现异常，对象能够及时释放锁，所以这就是synchronized和lock不同点之一，lock需要在try-catch中保证锁能够被释放，而synchronized在jdk底层就能够保证锁的及时释放，不会因为出现异常而造成死锁现象

同步方法的实现

同步方法的实现和代码块的实现是不一样的

synchronized void fun(){
    
}

在这里插入图片描述

可以看到，当同步的是方法时，并没有monitorenter和monitorexit指令，有的是ACC_SYNCHRONIZED标识，它一样会走上面说到的加锁释放锁过程

作者：bigbigChopper

转载自：https://blog.youkuaiyun.com/bigbigChopper/article/details/100097855