java“锁事“ 之锁底层原理详解

• • • synchronized底层字节码实现
    • • 同步代码块
      • 普通同步方法
      • 静态同步方法
    • synchronized到底锁的是什么(是管程)
    • • 为什么每个对象都可以有锁
      • synchronized的jvm实现

同步代码块实现使用的是monitorenter和monitorexit命令 进行进入和退出(退出命令会有多条 以防止程序抛出异常的时候锁无法进行释放)
代码示例:

 Code:
       0: aload_0
       1: getfield      #3                  // Field object:Ljava/lang/Object;
       4: dup
       5: astore_1
       6: monitorenter
       7: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      10: ldc           #5                  // String --------hello
      12: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      15: aload_1
      16: monitorexit
      17: goto          25
      20: astore_2
      21: aload_1
      22: monitorexit
      23: aload_2
      24: athrow
      25: return

普通同步方法使用的是同步标识ACC_SYNCHRONIZED进行方法的标明

调用指令将会检查方法的ACC_SYNCHRONIZED访问标志是否被设置.如果设置了,执行线程会将先持有monitor然后在执行方法,最后在方法完成(或者是抛出异常)时释放monitor

代码示例:

public synchronized void m2();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_SYNCHRONIZED
    Code:
      stack=0, locals=1, args_size=1
         0: return
      LineNumberTable:
        line 14: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       1     0  this   Ljuc/lock/LockByteCodeDemo;

静态同步方法 用 ACC_STATIC, ACC_SYNCHRONIZED 两个访问标志标识该方法是静态同步方法

代码示例:

public static synchronized void m2();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_SYNCHRONIZED
    Code:
      stack=0, locals=0, args_size=0
         0: return
      LineNumberTable:
        line 18: 0

因为Java所有类的基类就是 Object类 Object类在jdk源码的c++文件中有对象ObjectMonitor 这个对象有一些属性值记录了当前持有对象锁的线程和一些其他属性 是通过基类的c++对象代码去扩展的这个锁属性 每个对象都天生带着一个对象监视器
重要属性示意图如下:

synchronized必须作用于某个对象中 所以Java在对象的头文件存储了锁的相关信息. 锁升级功能主要依赖于MarkWord中的锁标志位和释放偏向锁标志位.
示例图如下