synchronized关键字的原理刨析
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· 2020-07-28
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前言
关于synchronized原理解析，我们首先要分析一下对象都有哪些东西，对象头到底存储了什么，synchronzied关键字到底是如何进行锁膨胀的，在使用过程中同步方法块和同步代码块到底有什么区别，在回头看synchronized的使用。针对的时JDK1.6之后的版本的synchronized深度分析。
前期准备
为输出对象头导入jar
<dependency>
<groupId>org.openjdk.jolgroupId>
<artifactId>jol-coreartifactId>
<version>0.11version>
dependency>设置偏向锁的启动延迟
#关闭偏向锁(为什么要关闭偏向锁，有什么好处嘛，这个问题先不做回答)
-XX:-UseBiasedLocking
#设置偏向锁的一个启动延迟
-XX:BiasedLockingStartupDelay=0对象
对象中有哪些部分
新建一个对象，进行main方法输出
public class A {
int status=0;
boolean flag=true;
}public static void main(String[] args) {
a=new A(); System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
}输出的一个对象信息(当前的操作系统是一个64位的，32位的是不一样的)
从这个上面看，我们可以分析出包含96bit(12byte*8)的对象头和两个属性（status,flag）字段属性。这些都属于对象数据，int 类型的数据我们知道，占用4个byte，1个boolean值得可以使用1个byte去表示，那么为什么后面还出现了7个byte，这是因为jvm在分配内存的时候只能是8的一个倍数。所以就出现了7个byte。
所以我们小小的总结一下。
一个对象中包含对象头，实列数据，对象填充.
对象头有哪些东西
通过文档查找来验证
jvm底层一个是基于C/C++来实现的，查看版本java -version 可以知道jvm的实现是HotSport来实现的jvm规范和标准的。通过openjdk的官方文档 [https://openjdk.java.net/groups/hotspot/docs/HotSpotGlossary.html]查看对于对象头的一个定义。
说了一下包含两部分，mark word 和 klass pointer（这个对象对应的class类指针地址） 两部分。在open Jdk的源码中有一个markOop的文件中说明了在64bit的操作系统中，mark word 占用了64位的。所以我们得出一个结论。
那么此时我们知道了，对象头中包含了 这个对象对应的class类的类型，Gc age，hashcode ， synchronized关键字的同步状态。
对象头再深入分析
这里的klass word 为什么是32bit呢，因为在jvm中如果开启了指针压缩（1.8默认开启的）就会对对象头进行压缩。所以看到是32bit，如果关闭就会看到是64bit。
关闭指针压缩
-XX:-UseCompressedOops锁的一个状态分析
new 对象A
public static void main(String[] args) {
a=new A();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
a.hashCode();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
}
第一次打印这个对象A的情况（没有计算a的hashcode）无锁可偏向，就是没有线程来获取这把锁，也没有计算hashcode。
全部为0的就是没有HashCode 或者 线程ID 是空的。
第二次打印这个对象A的情况（计算了a的hashcode），无锁不可偏向，没有线程来获取这把锁，但是计算了hashcode。
并设置了HashCode 到mark word 中。
当我们的代码变成这样下面这样时，我们在看这个对象头的中mark word 的一个锁的状态。
public static void main(String[] args) {
a=new A();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
a.hashCode();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
lock();
new Thread(()->{
lock();
}).start();
}
public static void lock(){
synchronized (a){
System.out.println("线程名称=="+Thread.currentThread().getName());
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
}
}main线程来进行加锁操作，main线程第一次来加锁，直接变成了轻量级锁，这是为什么呢，不应该是偏向锁嘛。
这是因为：对这个对象A进行了一个hashcode计算，那么hashcode占据了56个bit，锁的一个状态就变成了无锁，不可偏向状态。没有办法进行偏向，第一个线程来获取锁的时候就会变成轻量级锁。
此时我们把计算hashcode注释掉
public static void main(String[] args) {
a=new A();
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
lock();
new Thread(()->{
lock();
}).start();
}
public static void lock(){
synchronized (a){
System.out.println("线程名称=="+Thread.currentThread().getName());
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
}
}
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版权声明：本文为CSDN博主「只穿T恤的程序员」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_36114346/article/details/107488920运行代码得到一个 main线程加锁之后，对象头中的锁的一个状态变成了无锁 可偏向，但是多了一个线程ID。
线程Thread-0运行的一个情况，此时线程Thread-0变成了轻量级锁，线程ID为thread-0，发生了一个锁的膨胀。
但是先需要撤销偏向锁，再把锁的状态变成轻量级锁，而轻量级锁是一个CAS操作。相对撤销偏向锁来说来消耗的性能要低的多。
当再执行一个线程Thread-1时，此时就变成了重量级锁。从轻量级锁变成了重量级锁。
到这里我们分析完了一个锁的状态，包括锁膨胀情况。
画图总结锁的一个膨胀
没有进行HashCode运算的流程
进行过HashCode运算的流程
基本使用
synchronzied加锁的对象为A，叫对象锁 ，修饰的是代码块，进入同步代码块之前要获取锁。
public static void lock(){
synchronized (a){
System.out.println("线程名称=="+Thread.currentThread().getName());
System.out.println(ClassLayout.parseInstance(a).toPrintable());
}
}synchronzied在静态方法上加锁，加锁的类型是这个方法对应的类锁。进入同步方法之前要获取锁。
public static synchronized void lock2(){
}synchronzied在实列方法上加锁，加锁的类型是这个方法对应的对象实列锁。进入同步方法之前要当前对象实列锁。
public synchronized void lock2(){
}————————————————
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