1、对象头

64 位虚拟机
在加锁的过程中，Mark Word中的62位将会指向操作系统的Monitor对象

2、原理Monitor

3、原理之Synchronized

static final Object lock = new Object();
static int counter = 0;

public static void main(String[] args) {
	 synchronized (lock) {
	 	counter++;
	 }
}

从字节码角度来分析synchronize的加锁原理：
（由于字节码文件看不懂，暂时先记着，以后来回顾）

4、原理之Synchronized进阶

1）轻量级锁

轻量级锁的使用场景：
如果一个对象虽然有多线程要加锁，但加锁的时间是错开的（也就是没有竞争），那么可以使用轻量级锁来优化。
轻量级锁对使用者是透明的，即语法仍然是 synchronized

demo来进行解释
假设有两个方法同步块，利用同一个对象加锁

    static final Object obj = new Object();
    public static void method1() {
        synchronized( obj ) {
            // 同步块 A
            method2();
        }
    }
    public static void method2() {
        synchronized( obj ) {
            // 同步块 B
        }
    }

• 创建锁记录（Lock Record）对象，每个线程的栈帧都会包含一个锁记录的结构，内部可以存储锁定对象的Mark Word
  

• 让锁记录中 Object reference 指向锁对象，并尝试用 cas 替换 Object 的 Mark Word，将 Mark Word 的值存入锁记录
  

• 如果 cas 替换成功，对象头中存储了 锁记录地址和状态 00 ，表示由该线程给对象加锁，这时图示如下
  

• 如果 cas 失败，有两种情况

  • 如果是其它线程已经持有了该 Object 的轻量级锁，这时表明有竞争，进入锁膨胀过程
  • 如果是自己执行了 synchronized 锁重入，那么再添加一条 Lock Record 作为重入的计数
    

• 当退出 synchronized 代码块（解锁时）如果有取值为 null 的锁记录，表示有重入，这时重置锁记录，表示重入计数减一
  

• 当退出 synchronized 代码块（解锁时）锁记录的值不为 null，这时使用 cas 将 Mark Word 的值恢复给对象头

  • 成功，则解锁成功
  • 失败，说明轻量级锁进行了锁膨胀或已经升级为重量级锁，进入重量级锁解锁流程

2）锁膨胀

如果在尝试加轻量级锁的过程中，CAS 操作无法成功，这时一种情况就是有其它线程为此对象加上了轻量级锁（有竞争），这时需要进行锁膨胀，将轻量级锁变为重量级锁

• 当 Thread-1 进行轻量级加锁时，Thread-0 已经对该对象加了轻量级锁
  
• 这时 Thread-1 加轻量级锁失败，进入锁膨胀流程
  • 即为 Object 对象申请 Monitor 锁，让 Object 指向重量级锁地址
  • 然后线程1自己进入 Monitor 的 EntryList BLOCKED
    
• 当 Thread-0 退出同步块解锁时，使用 cas 将 Mark Word 的值恢复给对象头，失败。这时会进入重量级解锁流程，即按照 Monitor 地址找到 Monitor 对象，设置 Owner 为 null，唤醒 EntryList 中 BLOCKED 线程
  

3）自旋优化

重量级锁竞争的时候，还可以使用自旋来进行优化，如果当前线程自旋成功（即这时候持锁线程已经退出了同步块，释放了锁），这时当前线程就可以避免阻塞

自旋重试成功的情况

自旋重试失败的情况

4）偏向锁

轻量级锁在没有竞争时（就自己这个线程），每次重入仍然需要执行 CAS 操作

Java 6 中引入了偏向锁来做进一步优化：只有第一次使用 CAS 将线程 ID 设置到对象的 Mark Word 头，之后发现这个线程 ID 是自己的就表示没有竞争，不用重新 CAS。以后只要不发生竞争，这个对象就归该线程所有

  static final Object obj = new Object();
    public static void m1() {
        synchronized( obj ) {
            // 同步块 A
            m2();
        }
    }
    public static void m2() {
        synchronized( obj ) {
            // 同步块 B
            m3();
        }
    }
    public static void m3() {
        synchronized( obj ) {
                
            // 同步块 C
        }
    }

偏向状态
回忆一下对象头格式：

现在已经不想看了，稍后会总结

撤销-调用对象的hashCode

5）锁消除

JIT即时编译器会对java字节码文件进行进一步优化，例如在不需要加锁的地方会进行一个锁消除的优化
例如： 局部变量没有逃离方法作用域

public void b() throws Exception {
	 Object o = new Object();
	 synchronized (o) {
		 x++;
	 }
 }