在《深入理解Java虚拟机》中，有这样一段话：

synchronized关键字在需要原子性、可见性和有序性这三种特性的时候都可以作为其中一种解决方案，看起来是“万能”的。的确，大部分并发控制操作都能使用synchronized来完成。

海明威在他的《午后之死》说过的：“冰山运动之雄伟壮观，是因为他只有八分之一在水面上。”

对于程序员来说，synchronized只是个关键字而已，用起来很简单。之所以我们可以在处理多线程问题时可以不用考虑太多，就是因为这个关键字帮我们屏蔽了很多细节。

那么，本文就围绕synchronized展开，主要介绍其用法、原理，以及如何提供原子性、可见性和有序性保障的等。

synchronized的用法

synchronized是Java提供的一个并发控制的关键字。主要有两种用法，分别是同步方法和同步代码块。

也就是说，synchronized既可以修饰方法也可以修饰代码块。代码如下：

/**

* @author Hollis 18/08/04.

*/

publicclassSynchronizedDemo{

//同步方法

publicsynchronizedvoiddoSth(){

System.out.println("Hello World");

}

//同步代码块

publicvoiddoSth1(){

synchronized (SynchronizedDemo.class){

System.out.println("Hello World");

}

}

}

被synchronized修饰的代码块及方法，在同一时间，只能被单个线程访问。

synchronized的实现原理

synchronized，是Java中用于解决并发情况下数据同步访问的一个很重要的关键字。当我们想要保证一个共享资源在同一时间只会被一个线程访问到时，我们可以在代码中使用synchronized关键字对类或者对象加锁。

在深入理解多线程（一）——Synchronized的实现原理中我曾经介绍过其实现原理，为了保证知识的完整性，这里再简单介绍一下，详细的内容请去原文阅读。

我们对上面的代码进行反编译，可以得到如下代码：

publicsynchronizedvoiddoSth();

descriptor: ()V

flags: ACC_PUBLIC, ACC_SYNCHRONIZED

Code:

stack=2, locals=1, args_size=1

0: getstatic     #2// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

3: ldc           #3// String Hello World

5: invokevirtual #4// Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V

8:return

publicvoiddoSth1();

descriptor: ()V

flags: ACC_PUBLIC

Code:

stack=2, locals=3, args_size=1

0: ldc           #5// class com/hollis/SynchronizedTest

2: dup

3: astore_1

4: monitorenter

5: getstatic     #2// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

8: ldc           #3// String Hello World

10: invokevirtual #4// Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V

13: aload_1

14: monitorexit

15:goto23

18: astore_2

19: aload_1

20: monitorexit

21: aload_2

22: athrow

23:return

通过反编译后代码可以看出：

对于同步方法，JVM采用ACC_SYNCHRONIZED标记符来实现同步。

对于同步代码块。JVM采用monitorenter、monitorexit两个指令来实现同步。

在The Java® Virtual Machine Specification中有关于同步方法和同步代码块的实现原理的介绍，我翻译成中文如下：

方法级的同步是隐式的。同步方法的常量池中会有一个ACC_SYNCHRONIZED标志。当某个线程要访问某个方法的时候，会检查是否有ACC_SYNCHRONIZED，如果有设置，则需要先获得监视器锁，然后开始执行方法，方法执行之后再释放监视器锁。这时如果其他线程来请求执行方法，会因为无法获得监视器锁而被阻断住。值得注意的是，如果在方法执行过程中，发生了异常，并且方法内部并没有处理该异常，那么在异常被抛到方法外面之前监视器锁会被自动释放。

同步代码块使用monitorenter和monitorexit两个指令实现。可以把执行monitorenter指令理解为加锁，执行monitorexit理解为释放锁。 每个对象维护着一个记录着被锁次数的计数器。未被锁定的对象的该计数器为0，当一个线程获得锁（执行monitorenter）后，该计数器自增变为 1 ，当同一个线程再次获得该对象的锁的时候，计数器再次自增。当同一个线程释放锁（执行monitorexit指令）的时候，计数器再自减。当计数器为0的时候。锁将被释放，其他线程便可以获得锁。

无论是ACC_SYNCHRONIZED还是monitorenter、monitorexit都是基于Monitor实现的，在Java虚拟机(HotSpot)中，Monitor是基于C++实现的，由ObjectMonitor实现。

作者：Java填坑之路
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