面試連環炮系列（三）：synchronized怎么用的

1. synchronized怎么用的？
   用過，synchronized是常用的並發控制關鍵字，簡單的說就是訪問加鎖。它可以修飾靜態方法或者一個類的class對象，這叫類鎖；可以修飾普通方法或者代碼塊，這叫對象鎖。

2. synchronized是可重入鎖嗎？
   從互斥鎖的設計上來說，當一個線程試圖操作一個由其他線程持有的對象鎖的資源時，將會處於阻塞狀態，但當一個線程再次請求自己持有對象鎖的資源時，這種情況屬於重入鎖，請求將會成功。java中synchronized是基於原子性的內部鎖機制，是可重入的。

3. synchronized的實現原理了解過嗎？
   synchronized使用了monitorenter和monitorexit指令實現同步，這兩個指令本質上都是對一個對象的監視器(monitor)進行獲取。這個過程是排他的，同一時刻只能有一個線程獲取到由synchronized所保護對象的監視器。線程執行到monitorenter指令時，會嘗試獲取對象所對應的monitor所有權，也就是嘗試獲取對象的鎖，而執行monitorexit，就是釋放monitor的所有權。

4. 能說說synchronized的鎖升級嗎？
   jdk1.6以后對synchronized的鎖進行了優化，鎖的級別從低到高逐步升級：無鎖->偏向鎖->輕量級鎖->重量級鎖。但是鎖的升級是單向的，只能從低到高升級，不會降級。JVM中對象在內存中的布局分為三塊區域：對象頭、實例變量和填充數據。對象頭主要包括兩部分數據：Mark Word（標記字段）、Klass Pointer（類型指針）。Mark Word用於存儲對象自身的運行時數據，它是實現輕量級鎖和偏向鎖的關鍵。

   1. 如果一個線程獲得了鎖，鎖就進入偏向模式，此時Mark Word的結構變為偏向鎖結構，當這個線程再次請求鎖時，無需再做任何同步操作，這樣就省去了大量有關鎖申請的操作，提高了程序的性能。
   2. 在鎖競爭激烈的場合，每次申請鎖的線程都是不相同的，偏向鎖就失效了，偏向鎖失敗后升級為輕量級鎖。輕量級鎖是相對於使用操作系統互斥量來實現的傳統鎖而言的，它所適應的場景是線程交替執行同步塊，如果存在同一時間訪問同一鎖的情況，就會膨脹為重量級鎖。
   3. 輕量級鎖失敗后，還會進行自適應自旋。大多數情況下線程持有鎖的時間都不會太長，如果操作系統層面直接掛起，線程之間的切換時需要從用戶態轉換到核心態，這個狀態的轉換需要比較長的時間。自旋鎖假設在當前的線程很快可以獲得鎖，虛擬機會讓當前線程做50個循環或100循環空循環。在經過若干次循環后，如果得到鎖就順利進入臨界區。如果還不能獲得鎖就會將線程掛起，升級為重量級鎖了。注意，JVM還會自動調整自旋次數，這次成功了，下次自旋的次數會多；如果失敗了，下次自旋的次數就會減少。

參考文章：

https://blog.csdn.net/u011212394/article/details/82228321
https://www.cnblogs.com/fuly550871915/p/4890753.html
https://www.cnblogs.com/paddix/p/5405678.html

雞湯：不要因為走得太遠，忘了我們為什么出發。— 紀伯倫