什么是 synchronized？

synchronized 是 Java 语言内置的一种重量级锁，用来保证线程在访问共享资源时的原子性、可见性和有序性。它通过 JVM 在字节码层面插入 MONITORENTER 与 MONITOREXIT 指令，最终映射到硬件层面的监视器实现。

多线程访问共享资源时的并发问题

在并发程序里多个线程往往需要读写同一个变量。如果没有同步，可能出现以下痛点：

• 数据不一致：两个线程同时读后写导致“脏写”或“读到旧值”。
• 死锁风险：误用嵌套锁或不同顺序获取锁。
• 性能瓶颈：过度加锁导致频繁上下文切换。说起来，
• 可维护性差：手动加锁容易忘记释放或产生异常泄漏。

典型例子

public class Counter {
private static int val = 0;public static void main throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread -> {
for val++;})，Thread t2 = new Thread -> {
for val--;})，t1.start;t2.start，t1.join;t2.join，System.out.println;// 预期为 0
}
}

运行结果往往不是 0，这是因为缺乏同步导致竞争条件。老实说，

常见错误与痛点解析

• 误把静态方法当成实例方法加锁：`synchronized` 修饰静态方法会使用类对象 为锁；老实说，而非静态方法则使用当前实例对象。
• 错误地共享同一对象实例导致不安全：`new Object` 两次得到不同 Monitor，无法互斥。按理说，
• 忽略异常方法导致 lock 泄漏：`try-finally` 必须确保 `MONITOREXIT` 被执行。
• 重入失效：synchronized 是可重入的。但如果需要尝试锁或公平策略，请考虑 `ReentrantLock`。​

synchronized 的实现细节

字节码实验 & MONITOR指令解析

private static int val = 0;public static void main throws InterruptedException {
Thread t1 = new Thread -> {
for {
synchronized{
val++;}
}
})，// ...
}

P.S. 


MONITORENTER:  "获取对象监视器"

MONITOREXIT:  "释放对象监视器"


玩意儿？

Synchronized 所用的 Monitor 就是每个 Java 对象头中的一个字段：当某个线程获得该 Monitor 时CPU 会把持有标记写进该字段；若已被占用，则进入阻塞队列等待。这个结构在 HotSpot 中叫做 “Java Object Header”。其组成大致如下：


Object Header Layout



Mark Word 

Class Pointer 

Payload…



当进入同步块时JVM 会把 Mark Word 的指针域改成指向对应 Monitor 对象，而 Monitor 本身存放着状态信息：拥有者、等待队列、递归计数等。​
此过程涉及 CAS 操作，保证了并发环境下的“乐观”尝试获取锁。老实说，​如果 CAS 成功，就进入临界区；怎么说呢，失败则循环等待直到成功。老实说，

汇编代码实验 


. 打包 .

. 把它放进 JRE/bin 并通过 `-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:-Inline -XX:+PrintAssembly` 参数启动程序。例如：


. 没加 `synchronized`: 仅包含一条 `mov ... %esi;inc %esi，mov %esi ...` 等普通指令。​

. 加了 `synchronized`: 在增删代码前后出现 `lock cmpxchg …其实，`,`jmp ，`,`jmp …`,和两条 `` 与 `` 注释对应的指令——这正是 monitorenter/monitorexit 在汇编层面的表现。
​
此处主要说明这方面，


: CAS 循环确保一次只允许一个线程获得 Monitor。: 在 monitorenter 前插入 *load fence*。在 monitorexit 前插入 *store fence*,防止指令重排序跨越临界区。: 与 volatile 类似，通过屏障保证“先执行”的顺序。