java里面Synchronized关键字的底层原理

###  Monitor对象

Monitor 对于每一个java对象都关联一个Monitor对象，如果使用synchronized关键，给对象上锁（重量级锁）之后，该对象的Mark word中就会设置指向Monitor对象的指针。下图是32位jvm的mark word 组成：

上图是Monitor的结构：

刚开始Monitor对象中的owner为null, 当线程Thread-2执行synchronized(obj)的时候，就会将monitor的owner置为Thread-2, 而且Monitor对象的owner只能有一个，所以当其他线程，在执行synchornized(obj)时，Thread-3,Thread-4,Thread-4 就会就如EntryList的队列里面。

当Thread-2的代码执行完毕，释放锁对象，同时唤醒EntryList中的Thread来竞争锁，而且是非公平的竞争。

### 轻量级锁：

    所谓轻量级锁，就是多个线程在访问同一个锁对象的时候 是时间错开的，没有竞争的状态。还是使用synchronized

 static  Object object = new Object();
    public static void method1() {
        synchronized (object) {
            //同步块A
            method2();
        }
    }

    private static void method2() {
        synchronized (object) {
            //同步块B
        }
    }

当Thread-1在执行上面的代码的时候，会在线程栈中的method1栈帧中创建Lock Record（锁记录对象） ，并且让Lock Record的Object Reference执行Object锁对象，并尝试用CAS替换Object的mark word, 将mark word的值放到Lock Record里面。如下图所示：

如果CAS失败，就会有下面两种情况：

  1. 如果其他线程已经持有了Object对象的轻量级锁，那么对于当前线程来说，就是有竞争则要进入到锁膨胀过程。

   2. 如果是当前自己的线程，则要执行synchronized锁重入，那么需要在当前线程的栈中在添加一条Lock Record记录。将Lock Record 中的Object Reference指向锁对象，话有Lock Reference第一个位置置为null. 过程如下图：

   

### 解锁的过程

  在退出synchronized代码块（解锁）的时候，先判断Lock Record 里面的数据有为null，表示有重入，这是重置锁的记录，也就是把栈里面的Lock Record为null 的数据删除，直到剩下不为null的Lock Record的记录。开始还原object的Mark word操作。

利用CAS将Lock record 里面的数据（之前交换的数据）还原到Object里面的mark word中，结果成功则完成解锁，失败表示已经进入了锁膨胀，需要重量级锁的解锁过程。