synchronized被这么问，谁能受得了

synchronized是面试中经常会被问到的知识点，相关的问题点也很多，问题答案涉及的知识点也很多，有经验的面试官就会顺着你的答案不断追问一下，下面的对话场景就是相关面试题的连环炮。

面试官：说一下synchronized的作用。
小白：对于单一JVM来说，synchronized可以保证在并发情况下，同一时刻只有一个线程执行某个方法或某段代码，它可用于修饰方法或代码块，实现对同步代码的并发安全控制。

面试官：你刚刚说synchronized可用于修饰方法和代码块，他们有什么区别呢？
小白：修饰方法在底层实现上会在方法访问标识中设置ACC_SYNCHRONIZED标示符，修饰代码块在底层实现上会使用monitorenter和monitorexit指令。

面试官：那你说一下修饰方法方式的底层实现原理？
小白：反编译字节码文件，可以看到在方法的flags中设置了ACC_SYNCHRONIZED访问标识。每个对象都与一个monitor相关联，当且仅当monitor被线程持有时，monitor处于锁定状态。当方法执行时，线程将先尝试获取对象相关联的monitor所有权，然后再执行方法，最后在方法完成(无论是正常执行还是非正常执行)时释放monitor所有权。在方法执行期间，线程持有了monitor所有权，其它任何线程都无法再获得同一个对象相关联的monitor所有权。

上面的答案会引发面试官提问Java对象头和锁相关的问题，需要有心理准备。

面试官：那你再说一下修饰代码块方式的底层实现原理？
小白：反编译字节码文件，可以看到在逻辑代码前添加了monitorenter指令，在逻辑代码尾添加了monitorexit指令。当方法执行时，当前线程执行monitorenter指令尝试获取对象相关联的monitor所有权时，如果此时这个monitor的计数器是0，那么当前线程持有该monitor，同时monitor计数器设置为1；如果当前线程已经持有了对象相关联的monitor所有权，只是想重新获取，那么继续持有该monitor，同时monitor计数器加1；如果有其它线程已经持有了对象相关联的monitor所有权，当前线程阻塞，直到monitor计数器为0，再次尝试获取所有权。方法正常执行或发生异常时，会执行monitorexit指令，释放monitor所有权，monitor计数器减1。

面试官：你刚刚说到了Monitor，能详细再说说吗？
小白：Java虚拟机中，synchronized支持的同步方法和同步语句都是使用monitor来实现的。每个对象都与一个monitor相关联，当一个线程执行到一个monitor监视下的代码块中的第一个指令时，该线程必须在引用的对象上获得一个锁，这个锁是monitor实现的。在HotSpot虚拟机中，monitor是由ObjectMonitor实现，使用C++编写实现，具体代码在HotSpot虚拟机源码ObjectMonitor.hpp文件中。

查看源码会发现，主要的属性有_count(记录该线程获取锁的次数)、_recursions(锁的重入次数)、_owner(指向持有ObjectMonitor对象的线程)、_WaitSet(处于wait状态的线程集合)、_EntryList(处于等待锁block状态的线程队列)。

当并发线程执行synchronized修饰的方法或语句块时，先进入_EntryList中，当某个线程获取到对象的monitor后，把monitor对象中的_owner变量设置为当前线程，同时monitor对象中的计数器_count加1，当前线程获取同步锁成功。

当synchronized修饰的方法或语句块中的线程调用wait()方法时，当前线程将释放持有的monitor对象，monitor对象中的_owner变量赋值为null，同时，monitor对象中的_count值减1，然后当前线程进入_WaitSet集合中等待被唤醒。

面试官：你的回答中说到了锁，那一个对象的锁状态存在哪里？
小白：Java对象的对象头中。

面试官：对象头中包含哪些内容？
小白：一部分是对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等，官方称它为“Mark Word”；一部分是类型指针，即是对象指向它的类的元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例；如果对象是一个Java数组，那在对象头中还必须有一块用于记录数组长度的数据，因为虚拟机可以通过普通Java对象的元数据信息确定Java对象的大小，但是从数组的元数据中无法确定数组的大小。

面试官：对对象头中的锁状态标识来说，synchronized属于哪一级别的锁？
小白：重量级锁。

面试官：JVM对锁进行了哪些优化？
小白:......

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