标签：Java monitor synchronized 线程 内存 NULL 浅析 底层
synchronized 是 Java 的关键字之一，提供一种原子性的内部锁，Java 中的每个对象都可以把它当作一个同步锁使用，这种 Java 内置的使用者看不到的锁为内部所，或叫监视器锁。
目录synchronized 内存语义
进入 synchronized块，即是当前线程会从自己的工作内存中清除 synchronized块中使用到的变量，并从主内存中加载。
退出 synchronized块，即是当前线程将对 synchronized块中使用到的变量作出的修改刷新到主存上。
Monitor
简介
即上述所提到的监视器锁中的监视器（monitor），也会被翻译为管程。在操作系统中，面对多线程操作时，通常会用到 semaphore （信号量）和mutex（互斥）这两个重要的同步原语，但直接操作这两者会非常复杂。为了能够更容易编写正确程序，在二者的基础上，提出了monitor。
需要注意，操作系统本身不支持monitor，monitor的支持属于编程语言范围，例如 C 语言不支持monitor，而 Java 是支持的。对于不同语言，monitor的实现方式也不一样。
monitor的发展史上，有三种不同的模型：
- Hasen模型
- Hoare模型
- MESA模型
后面提到的 monitor均指 Java 中实现的 monitor
Java 则参考了 MESA 模型进行实现，在 JVM 使用的 HostSpot 模拟机中，monitor是由 C++ 来实现的，主要数据结构如下：
ObjectMonitor() {
_header = NULL;
_count = 0; //monitor进入数
_waiters = 0,
_recursions = 0; //线程的重入次数
_object = NULL;
_owner = NULL; //标识拥有该monitor的线程
_WaitSet = NULL; //等待线程组成的双向循环链表，_WaitSet是第一个节点
_WaitSetLock = 0 ;
_Responsible = NULL ;
_succ = NULL ;
_cxq = NULL ; //多线程竞争锁进入时的单项链表
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 ;
}
使用 synchronized 关键字，通常需要指定一个对象，称作monitor object。HotSpot 会自动创建与该对象关联的monitor对象。
特点
同一时刻，monitor仅支持一个 进程 / 线程进入monitor定义的临界区（达成互斥）。同时，还需要对未能进入临界区的 进程 / 线程 进行管理，例如 阻塞 和 唤醒。monitor作为一个同步工具，能够提供管理 进程 / 线程状态的机制。
如若
semaphore（信号量）和mutex（互斥），还需要使用者对上述机制进行实现，而monitor在内部进行了实现，对外提供了更简洁易用的接口。
当线程需要获取锁时，会放入 Entry Set 进行等待。
如果线程得到锁，则称为当前锁的Owner。
若获得锁的线程运行时发现需要等待外部条件，则可调用wait方法，进入Wait Set等待。
进入Wait Set的线程会被notify的调用唤醒，重新尝试获取锁变为Owner。
还需要留意一点时，线程出入临界区时，会分别执行moniterenter/moniterexist系统调用，同时 Java 线程实际上是对操作系统线程的映射。因此在 Java SE1.6 前，使用synchronized会造成线程状态切换（用户态和内核态），增大运行开销。在 Java SE1.6 后，synchronized得到优化，引入了 偏向锁、轻量级锁。
对象内存模型中的锁标记
在此，需要了解一下 Java 对象的内存模型，Java 的对象构成有三部分：
- 对象头：包含 Mark Word（标记）、Class Pointer （类信息）
- 实例数据
- 对齐填充
其中对象头的 MarkWord 共 32 bit ，包含了锁的状态信息，可见 Mark Word 中包含了四种锁状态：
- 无锁
- 偏向锁
- 轻量级锁
- 重量级锁
锁会根据竞争条件的不同进行对应上面四种状态，由上至下进行升级，且不能降级。
锁升级过程可以参考：https://www.bilibili.com/video/BV1xT4y1A7kA?spm_id_from=333.999.0.0
参考链接
https://blog.csdn.net/TZ845195485/article/details/108099961
https://blog.csdn.net/qq_36934826/article/details/95978700
https://www.cnblogs.com/wade-luffy/p/5969418.html
标签：Java,monitor,synchronized,线程,内存,NULL,浅析,底层 来源： https://www.cnblogs.com/Dozeer/p/15477427.html
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