面试题：Java锁机制

java对象包含了三个部分：对象头，实例数据和对齐填充。

• 对象头又存放了：markWord和class point。

• classpoint ：指向方法区，当前对象的类信息数据。

• markword：存储了很多和当前对象运行时的数据：例如hashcode，锁状态标志，指向锁记录的指针。

锁标志位：主要用来区分锁的等级，无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁；

synchronized的实现原理？

synchronized被编译后会成才monitorenter和monitorexit两个字节码指令，分别表示加锁和释放锁。

monitorenter和monitorexit都是基于Monitor实现的。所谓的Monitor其实是一种同步工具，也可以说是一种同步机制。在Java虚拟机（HotSpot）中，Monitor是由ObjectMonitor实现的，可以叫做内部锁，或者Monitor锁。

ObjectMonitor的信息如下：

ObjectMonitor() {_header       = NULL;_count        = 0; // 记录线程获取锁的次数_waiters      = 0,_recursions   = 0;  //锁的重入次数_object       = NULL;_owner        = NULL;  // 指向持有ObjectMonitor对象的线程_WaitSet      = NULL;  // 处于wait状态的线程，会被加入到_WaitSet_WaitSetLock  = 0 ;_Responsible  = NULL ;_succ         = NULL ;_cxq          = NULL ;FreeNext      = NULL ;_EntryList    = NULL ;  // 处于等待锁block状态的线程，会被加入到该列表_SpinFreq     = 0 ;_SpinClock    = 0 ;OwnerIsThread = 0 ;}

synchronized的重量级锁讲解：

• 通过上文已知，monitor由Entry Set 和 Wait Set 两个等待区。

• Entry Set：存放已经准备抢锁的线程。

• Wait Set：存放执行wait等指令的线程。

• 当某一个线程抢到锁，那么Owner就会指向改线程。改线程可以调用notify方法，随机唤醒一个线程进入Entry Set 区准备抢锁。

java1.6之后，synchronized有4种状态，无锁，偏向锁，轻量级锁和重量级锁。

无锁：不对资源放入synchronized代码块中。

偏向锁：对资源进行加锁，但是实际运行中只有一个线程获得这个锁。此时锁标志位还是01跟无锁是一样的。仅仅修改是否偏向锁的标志位，从0改到1.

当存在多个线程来获取这个锁时。偏向锁会升级为轻量级锁。但是又一个问题来了？当锁升级为轻量级时如何判断线程和锁之间的绑定关系呢？

轻量级锁和重量级锁都将前30bit修改为 指向栈中记录锁的指针 。此时这个指针会指向虚拟机栈中开辟的lockRecord，lockRecord存放的是MarkWord的副本和owner指针。

线程通过CAS尝试获取锁，一旦获取成功，将复制该对象的markword到自己的lockRecord，并修改owner指针，指向该对象。从而实现了线程和锁之间的绑定。

轻量级锁是多个线程在不同时间访问共享资源。

如果多个线程在同一时刻抢夺锁时，便会升级为重量级锁，就需要用到monitor机制，即如上文所述完全由jvm控制。