Synchronized 原理

Synchronized 的特性

偏向锁（Biased Locking）：偏向于第一个获取锁的线程。

1. 即是乐观锁，也是悲观锁
   1. Synchronized 开始使⽤乐观锁策略，当发现锁竞争⽐较频繁的时候，就会⾃动切换成悲观锁策略；
2. 即是轻量级锁，也是重量级锁
3. 既是自旋锁，也是挂起等待锁
   1. 当没有竞争时，锁处于无锁状态；
   2. 当尝试第一次加锁时，锁处于偏向锁状态；
   3. 当有少量竞争时，锁升级为轻量级锁，轻量级锁通过自旋尝试获取锁；
   4. 如果轻量级锁的自旋尝试失败多次（竞争激烈）（默认10次），锁会进一步升级为重量级锁，此时竞争锁的线程会被挂起等待，直到锁被释放。
4. 互斥锁
   1. 在任何时刻，只有一个线程可以持有锁。
5. 非公平锁
   1. synchronized 是非公平锁。它不保证线程获取锁的顺序，可能会导致某些线程长时间等待。
6. 可重入锁
   1. 同一个线程可以多次获取同一个锁，而不会导致死锁。
   2. synchronized 通过维护一个计数器来记录锁被获取的次数，每次获取锁时计数器加1，每次释放锁时计数器减1，当计数器为0时，锁才真正释放。

加锁的过程

初始状态（无锁状态）：

1. 对象的Mark Word中没有存储任何线程ID或锁信息。

偏向锁状态：

2. 当第一个线程尝试获取锁时，JVM会将对象头的Mark Word设置为该线程的ID，表示该锁偏向于该线程。

偏向锁不是真的“加锁”，只是给对象头中做⼀个“偏向锁的标记”，记录这个锁属于哪个线程。

如果后续没有其他线程来竞争该锁，那么就不⽤进⾏其他同步操作了（避免了加锁解锁的开销）；

如果后续有其他线程来竞争该锁（刚才已经在锁对象中记录了当前锁属于哪个线程了，很容易识别当前申请锁的线程是不是之前记录的线程），那就取消原来的偏向锁状态，进⼊⼀般的轻量级锁状态。

偏向锁本质上相当于“延迟加锁”，能不加锁就不加锁，尽量来避免不必要的加锁开销。

但是该做的标记还是得做的，否则⽆法区分何时需要真正加锁。

JDK17 中取消了偏向锁。

轻量级锁状态：

3. 当另一个线程尝试获取锁时，JVM会撤销偏向锁，并将锁升级为轻量级锁（自适应的自旋锁&#x