另外,wait/notify等方法也依赖于monitor对象,这就是为什么只有在同步的块或者方法中才能调用wait/notify等方法,否则会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException的异常的原因。
在执行monitorenter时,会尝试获取对象的锁,如果锁的计数器为 0 则表示锁可以被获取,获取后将锁计数器设为 1 也就是加 1。
在执行 monitorexit 指令后,将锁计数器设为 0,表明锁被释放。如果获取对象锁失败,那当前线程就要阻塞等待,直到锁被另外一个线程释放为止。
2、synchronized 修饰方法原理 public class SynchronizedDemo2 { public synchronized void method() { System.out.println("synchronized 方法"); } }反编译一下:
synchronized 修饰的方法并没有 monitorenter 指令和 monitorexit 指令,取得代之的确实是 ACC_SYNCHRONIZED 标识,该标识指明了该方法是一个同步方法。JVM 通过该 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志来辨别一个方法是否声明为同步方法,从而执行相应的同步调用。
简单总结一下:
synchronized 同步语句块的实现使用的是 monitorenter 和 monitorexit 指令,其中 monitorenter 指令指向同步代码块的开始位置,monitorexit 指令则指明同步代码块的结束位置。
synchronized 修饰的方法并没有 monitorenter 指令和 monitorexit 指令,取得代之的确实是 ACC_SYNCHRONIZED 标识,该标识指明了该方法是一个同步方法。
不过两者的本质都是对对象监视器 monitor 的获取。
三、synchronized同步概念 1、Java对象头在JVM中,对象在内存中的布局分为三块区域:对象头、实例数据和对齐填充。
synchronized用的锁是存在Java对象头里的。
Hotspot 有两种对象头:
数组类型,如果对象是数组类型,则虚拟机用3个字宽 (Word)存储对象头
非数组类型:如果对象是非数组类型,则用2字宽存储对象头。
对象头由两部分组成
Mark Word:存储自身的运行时数据,例如 HashCode、GC 年龄、锁相关信息等内容。
Klass Pointer:类型指针指向它的类元数据的指针。
64 位虚拟机 Mark Word 是 64bit,在运行期间,Mark Word里存储的数据会随着锁标志位的变化而变化。
2、监视器(Monitor)任何一个对象都有一个Monitor与之关联,当且一个Monitor被持有后,它将处于锁定状态。Synchronized在JVM里的实现都是 基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步,虽然具体实现细节不一样,但是都可以通过成对的MonitorEnter和MonitorExit指令来实现。
MonitorEnter指令:插入在同步代码块的开始位置,当代码执行到该指令时,将会尝试获取该对象Monitor的所有权,即尝试获得该对象的锁;
MonitorExit指令:插入在方法结束处和异常处,JVM保证每个MonitorEnter必须有对应的MonitorExit;
那什么是Monitor?可以把它理解为 一个同步工具,也可以描述为 一种同步机制,它通常被 描述为一个对象。
与一切皆对象一样,所有的Java对象是天生的Monitor,每一个Java对象都有成为Monitor的潜质,因为在Java的设计中 ,每一个Java对象自打娘胎里出来就带了一把看不见的锁,它叫做内部锁或者Monitor锁。
也就是通常说Synchronized的对象锁,MarkWord锁标识位为10,其中指针指向的是Monitor对象的起始地址。在Java虚拟机(HotSpot)中,Monitor是由ObjectMonitor实现的。
四、synchronized优化从JDK5引入了现代操作系统新增加的CAS原子操作( JDK5中并没有对synchronized关键字做优化,而是体现在J.U.C中,所以在该版本concurrent包有更好的性能 ),从JDK6开始,就对synchronized的实现机制进行了较大调整,包括使用JDK5引进的CAS自旋之外,还增加了自适应的CAS自旋、锁消除、锁粗化、偏向锁、轻量级锁这些优化策略。由于此关键字的优化使得性能极大提高,同时语义清晰、操作简单、无需手动关闭,所以推荐在允许的情况下尽量使用此关键字,同时在性能上此关键字还有优化的空间。