第Javasynchronized底層的實現原理目錄監視器底層實現執行流程總結前言：

想了解synchronized是如何運行的？就要先搞清楚synchronized是如何實現？synchronized同步鎖是通過JVM內置的Monitor監視器實現的，而監視器又是依賴操作系統的互斥鎖Mutex實現的，那接下來我們先來了解一下監視器。

監視器

監視器是一個概念或者說是一個機制，它用來保障在任何時候，只有一個線程能夠執行指定區域的代碼。

一個監視器像是一個建筑，建筑里有一個特殊的房間，這個房間同一時刻只能被一個線程所占有。一個線程從進入該房間到離開該房間，可以全程獨占該房間的所有數據。進入該建筑叫做進入監視器（enteringthemonitor），進入該房間叫做獲得監視器（acquiringthemonitor），獨自占有該房間叫做擁有監視器（owningthemonitor），離開該房間叫做釋放監視器（releasingthemonitor），離開該建筑叫做退出監視器（exitingthemonitor）。

嚴格意義來說監視器和鎖的概念是不同的，但很多地方也把二者相互指代。

底層實現

下面我們在代碼中添加一個synchronized代碼塊，來觀察一下它在字節碼層面是如何實現的？

示例代碼如下：

publicclassSynchronizedToMonitorExample{

publicstaticvoidmain(String[]args){

intcount=0;

synchronized(SynchronizedToMonitorExample.class){

for(inti=0;ii++){

count++;

System.out.println(count);

}

當我們將上述代碼編譯成字節碼之后，得到的結果是這樣的：

從上述結果我們可以看出，在main方法中多了一對monitorenter和monitorexit的指令，它們的含義是：

monitorenter：表示進入監視器。monitorexit：表示退出監視器。

由此可知synchronized是依賴Monitor監視器實現的。

執行流程

在Java中，synchronized是非公平鎖，也是可以重入鎖。所謂的非公平鎖是指，線程獲取鎖的順序不是按照訪問的順序先來先到的，而是由線程自己競爭，隨機獲取到鎖。可重入鎖指的是，一個線程獲取到鎖之后，可以重復得到該鎖。這些內容是理解接下來內容的前置知識。在HotSpot虛擬機中，Monitor底層是由C++實現的，它的實現對象是ObjectMonitor，ObjectMonitor結構體的實現如下：

ObjectMonitor::ObjectMonitor(){

_header=NULL;

_count=0;

_waiters=0,

_recursions=0;//線程的重入次數

_object=NULL;

_owner=NULL;//標識擁有該monitor的線程

_WaitSet=NULL;//等待線程組成的雙向循環鏈表，_WaitSet是第一個節點

_WaitSetLock=0;

_Responsible=NULL;

_succ=NULL;

_cxq=NULL;//多線程競爭鎖進入時的單向鏈表

FreeNext=NULL;

_EntryList=NULL;//_owner從該雙向循環鏈表中喚醒線程結點，_EntryList是第一個節點

_SpinFreq=0;

_SpinClock=0;

OwnerIsThread=0;

}

在以上代碼中有幾個關鍵的屬性：

_count：記錄該線程獲取鎖的次數（也就是前前后后，這個線程一共獲取此鎖多少次）。_recursions：鎖的重入次數。_owner：TheOwner擁有者，是持有該ObjectMonitor（監視器）對象的線程；_EntryList：EntryList監控集合，存放的是處于阻塞狀態的線程隊列，在多線程下，競爭失敗的線程會進入EntryList隊列。_WaitSet：WaitSet待授權集合，存放的是處于wait狀態的線程隊列，當線程執行了wait()方法之后，會進入WaitSet隊列。

監視器執行的流程如下：

線程通過CAS（對比并替換）嘗試獲取鎖，如果獲取成功，就將_owner字段設置為當前線程，說明當前線程已經持有鎖，并將_recursions重入次數的屬性+1。如果獲取失敗則先通過自旋CAS嘗試獲取鎖，如果還是失敗則將當前線程放入到EntryList監控隊列（阻塞）。當擁有鎖的線程執行了wait方法之后，線程釋放鎖，將owner變量恢復為null狀態，同時將該線程放入WaitSet待授權隊列中等待被喚醒。當調用notify方法時，隨機喚醒WaitSet隊列中的某一個線程，當調用notifyAll時喚醒所有的WaitSet中的線程嘗試獲取鎖。線程執行完釋放了鎖之后，會喚醒EntryList中的所有線程嘗試獲取鎖。

以上就是監視器的執行流程，執行流程如下圖所示：

總結

synchronized同步鎖是通過JVM內置的Monitor監視器實現的，而監視器又是依賴操作系統的互斥鎖Mutex實現的。JVM監視器的執行流程是：線程先通過自旋CAS的方式嘗試獲取鎖，如果獲取失敗就進入