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前言

作为Java程序员，我们都知道在多线程的情况下，为了保证线程安全，经常会使用synchronized和Lock锁。Lock锁之前写过一篇《不得不学的AQS》，已经详细讲解过Lock锁的底层原理。这次我们讲一下日常开发中常用的关键字synchronized，想要用得好，底层原理必须要搞明白。

synchronized是JDK自带的一个关键字，在JDK1.5之前是一个重量级锁，所以从性能上考虑大部分人会选择Lock锁，不过毕竟是JDK自带的关键字，所以在JDK1.6后对它进行优化，引入了偏向锁，轻量级锁，自旋锁等概念。

一、synchronized的使用方式

在语法上，要使用synchronized关键字，需要把任意一个非null对象作为”锁”对象，也就是需要一个对象监视器（Object Monitor）。总的来说有三种用法：

1.1 作用在实例方法

修饰实例方法，相当于对当前实例对象this加锁，this作为对象监视器。

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public synchronized void hello(){
    System.out.println("hello world");
}

1.2 作用在静态方法

修饰静态方法，相当于对当前类的Class对象加锁，当前类的Class对象作为对象监视器。

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public synchronized static void helloStatic(){
    System.out.println("hello world static");
}

1.3 修饰代码块

指定加锁对象，对给定对象加锁，括号括起来的对象就是对象监视器。

public void test(){
    SynchronizedTest test = new SynchronizedTest();        
    synchronized (test){
        System.out.println("hello world");
    }
}

二、synchronized锁的原理

在讲原理前，我们先讲一下Java对象的构成。在JVM中，对象在内存中分为三块区域：对象头，实例数据和对齐填充。如图所示：

对象头：

Mark Word，用于存储对象自身运行时的数据，如哈希码(Hash Code)，GC分代年龄，锁状态标志，偏向线程ID、偏向时间戳等信息，它会根据对象的状态复用自己的存储空间。它是实现轻量级锁和偏向锁的关键。
类型指针，对象会指向它的类的元数据的指针，虚拟机通过这个指针确定这个对象是哪个类的实例。
Array length，如果对象是一个数组，还必须记录数组长度的数据。

实例数据：

存放类的属性数据信息，包括父类的属性信息。

对齐填充：

由于虚拟机要求对象起始地址必须是8字节的整数倍。填充数据不是必须存在的，仅仅是为了字节对齐。

2.1 同步代码块原理

为了看底层实现原理，使用javap -v xxx.class命令进行反编