Java中的Synchronized关键字是用来做什么的？

Synchronized是什么

各位Java读者，对于synchronized关键字并不陌生，在各种中间件源码或者JDK源码中都能看到，对于不熟悉synchronized的读者只知道在多线程中需要使用到synchronized关键字，知道synchronized能够保证线程安全。

• 称之为：互斥锁（同时只能一个线程执行，其他的线程将会等待）

• 又称之为：悲观锁（同时只能一个线程执行，其他的线程将会等待）

• JVM虚拟机帮你实现，开发者只需要使用synchronized关键字即可。

• 使用时需要用一个对象当锁的互斥量

• 能够保证一段代码（临界区）的原子性+可见性。

从字节码层面解析Synchronized关键字

从案例入手，最合适不过。

class Demo1{
    // 互斥对象
    static Object object = new Object();
    // 竞争条件
    static int cout = 0;
    public static void main(String[] args) {
        // 互斥
        synchronized(object){
            // 以下是临界区
            cout++;
            System.out.println("synchronized");
        }
    }
}

仅仅从Java代码，我们并不能看出啥东西，而Java程序编译后是字节码文件，所以我们解析一遍字节码

Constant pool:
   #1 = Methodref          #7.#26         // java/lang/Object."":()V
   #2 = Fieldref           #8.#27         // Demo1.object:Ljava/lang/Object;
   #3 = Fieldref           #8.#28         // Demo1.cout:I
   #4 = Fieldref           #29.#30        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   #5 = String             #31            // synchronized
   #6 = Methodref          #32.#33        // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   #7 = Class              #34            // java/lang/Object
   #8 = Class              #35            // Demo1
   #9 = Utf8               object
  #10 = Utf8               Ljava/lang/Object;
  #11 = Utf8               cout
  #12 = Utf8               I
  #13 = Utf8              
  #14 = Utf8               ()V
  #15 = Utf8               Code
  #16 = Utf8               LineNumberTable
  #17 = Utf8               main
  #18 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #19 = Utf8               StackMapTable
  #20 = Class              #36            // "[Ljava/lang/String;"
  #21 = Class              #34            // java/lang/Object
  #22 = Class              #37            // java/lang/Throwable
  #23 = Utf8              
  #24 = Utf8               SourceFile
  #25 = Utf8               Demo1.java
  #26 = NameAndType        #13:#14        // "":()V
  #27 = NameAndType        #9:#10         // object:Ljava/lang/Object;
  #28 = NameAndType        #11:#12        // cout:I
  #29 = Class              #38            // java/lang/System
  #30 = NameAndType        #39:#40        // out:Ljava/io/PrintStream;
  #31 = Utf8               synchronized
  #32 = Class              #41            // java/io/PrintStream
  #33 = NameAndType        #42:#43        // println:(Ljava/lang/String;)V
  #34 = Utf8               java/lang/Object
  #35 = Utf8               Demo1
  #36 = Utf8               [Ljava/lang/String;
  #37 = Utf8               java/lang/Throwable
  #38 = Utf8               java/lang/System
  #39 = Utf8               out
  #40 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
  #41 = Utf8               java/io/PrintStream
  #42 = Utf8               println
  #43 = Utf8               (Ljava/lang/String;)V
         0: getstatic     #2        // 从2号常量池中拿到静态变量，压入到操作数栈中                  
         3: dup                     // 把操作数栈栈顶的对象赋值一份
         4: astore_1                // 将操作数栈的数据保存到1号局部变量表中，给释放锁使用
         5: monitorenter            // 互斥锁开启，也是synchronized的字节码层面实现
         6: getstatic     #3        // 从2号常量池中拿到静态变量，压入到操作数栈中
         9: iconst_1                // 将常量1压入到操作数栈中
        10: iadd                    // 消耗两个操作数栈的数据，相加，然后压入栈顶
        11: putstatic     #3        // 将操作数栈栈顶的变量赋值给3号常量池
        14: getstatic     #4        // 将4号常量池的对象压入操作数栈
        17: ldc           #5        // 解析5号常量池的符号，拿到字符串常量"synchronized"     
        19: invokevirtual #6        // 执行println函数，消耗2个操作数栈
        22: aload_1                 // 将1号局部变量表的数据压入操作数栈
        23: monitorexit             // 互斥锁的结束，也是synchronized的字节码层面实现
        24: goto          32        // 跳转到32行。
        27: astore_2                // 可能存在异常，但是要需要释放锁，所以把异常对象放入2号局部变量表
        28: aload_1                 // 把1号局部变量表数据压入操作数栈的栈顶，供monitorexit指令使用
        29: monitorexit             // 可能存在异常，但是要需要释放锁，不然死锁了。
        30: aload_2                 // 把异常对象从2号局部变量表中压入操作数栈的栈顶
        31: athrow                  // 存在异常抛出
        32: return                  // 函数返回

以上是字节码全解，其实很简单，最终Synchronized关键字解析成字节为monitorenter和monitorexit字节码指令，然后每次执行这2个字节码指令前，把互斥对象压入操作数栈供给monitorenter和monitorexit字节码指令使用。

所以下一篇就是去Hotspot源码中解析monitorenter和monitorexit字节码指令的详细流程。

Synchronized与ReentrantLock的区别

这是一道很常见的面试题，面试被问到的频率非常高

相似点：

都是互斥锁的实现

不同点：

• Synchronized基于JVM内部实现，ReentrantLock基于Java层面实现（但是ReentrantLock核心代码还是调用C++代码）。

• Synchronized在1.6以后经过优化，存在几个不同级别的锁，根据线程竞争的力度提升锁的力度（俗称锁升级），更多的适合场景，而ReentrantLock在锁力度选择上略显死板。

• ReentrantLock虽然在锁力度选择上略显死板，但是可以选择公平和非公平，而Synchronized只能是非公平锁

• ReentrantLock的条件等待队列，可创建多个，高定制化。而Synchronized底层只有一个队列。

• ReentrantLock需要用户手动开启锁，手动释放锁。而Synchronized关键字底层通过字节码自动实现