Java的Synchronzied关键字

写作时间：2018.07.08
最后更新时间：2018.07.08

public class Sync {

    private static Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        while (i++ < 100000) {
            doSomething();
        }
    }
    
    public static void doSomething() {
        int a = 0;
        synchronized (lock) {
            a++;
        }
    }
}

使用参数-XX:+PrintCompilation -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintAssembly编译运行之后，可以看到如下信息：

  0x00007f6cbcce3385: jne     0x7f6cbcce33e4    ;*monitorenter
                                                ; - Sync::doSomething@7 (line 14)

  0x00007f6cbcce338b: lea     0x20(%rsp),%rax
  0x00007f6cbcce3390: mov     0x8(%rax),%rdi
  0x00007f6cbcce3394: mov     (%rdi),%rsi
  0x00007f6cbcce3397: and     $0x7,%rsi
  0x00007f6cbcce339b: cmp     $0x5,%rsi
  0x00007f6cbcce339f: je      0x7f6cbcce33bc
  0x00007f6cbcce33a5: mov     (%rax),%rsi
  0x00007f6cbcce33a8: test    %rsi,%rsi
  0x00007f6cbcce33ab: je      0x7f6cbcce33bc
  0x00007f6cbcce33b1: lock cmpxchg %rsi,(%rdi)
  0x00007f6cbcce33b6: jne     0x7f6cbcce33f4    ;*monitorexit
                                                ; - Sync::doSomething@12 (line 16)

可见，在Java中，synchronzied关键字是使用字节码monitorenter和moniterexit来实现的。monitorenter指令是在编译后插入到同步代码块的开始位置，而monitorexit是插入到方法结束处和异常处， JVM要保证每个monitorenter必须有对应的monitorexit与之配对。任何对象都有一个 monitor 与之关联，当且一个monitor 被持有后，它将处于锁定状态。线程执行到 monitorenter 指令时，将会尝试获取对象所对应的 monitor 的所有权，即尝试获得对象的锁。
那么这个所谓的锁在哪呢？
在Hotspot中，对象在内存中存储的布局可以分为３块：对象头，实例数据和为了对齐而做的填充。
对象的锁就保存在对象头的第一个字Mark Word中，在一个６４位的虚拟机中，Mark Word就是６４位长的，其中有３位和锁有关系，１位表示是否是偏向锁，２位表示锁状态，共有无锁定，轻量级锁定，重量级锁定３种状态。monitorenter和monitorexit就是通过操纵这３位来实现的。