synchronized的底层实现原理

技术主题

synchronized 是 Java 中用于实现线程同步的关键字。它的底层原理涉及到对象头、Monitor（监视器）和内存屏障等概念。

技术原理

技术一：对象头

对象头：每个 Java 对象在内存中都有一个对象头，用于存储对象的元数据信息，比如对象的哈希码、GC 信息以及锁状态等。对象头的具体结构在 32 位和 64 位系统上略有不同，但其中一部分用于存储锁相关的信息。

技术二：Monitor（监视器锁）

Monitor 是在对象头中用于实现线程同步的一种机制。每个 Java 对象都与一个 Monitor 相关联。当一个线程进入一个由 synchronized 关键字修饰的方法或代码块时，它会尝试获取对象关联的 Monitor，如果 Monitor 处于无锁状态，该线程会成功获取锁，并在对象头中标记为已锁定。如果 Monitor 已被其他线程锁定，那么进入该方法或代码块的线程将被阻塞，直到获取到该 Monitor 的锁。

技术三：内存屏障

内存屏障是为了保证内存可见性和指令重排序的有序执行。在 synchronized 块的进入和退出，都会有相应的内存屏障指令。进入 synchronized 块时，会执行一个 Load Barrier，确保线程从主内存中读取最新的共享变量值。退出 synchronized 块时，会执行一个 Store Barrier，确保线程将更新后的共享变量值写回到主内存。

技术四：锁升级与降级

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