加鎖和釋放鎖的原理

　　深入JVM看字節(jié)碼，創(chuàng)建如下的代碼：

　　使用javac命令進(jìn)行編譯生成.class文件

　　得到如下的信息：

　　關(guān)注紅色方框里的monitorenter和monitorexit即可。

　　Monitorenter和Monitorexit指令，會(huì)讓對(duì)象在執(zhí)行，使其鎖計(jì)數(shù)器加1或者減1。每一個(gè)對(duì)象在同一時(shí)間只與一個(gè)monitor(鎖)相關(guān)聯(lián)，而一個(gè)monitor在同一時(shí)間只能被一個(gè)線(xiàn)程獲得，一個(gè)對(duì)象在嘗試獲得與這個(gè)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的Monitor鎖的所有權(quán)的時(shí)候，monitorenter指令會(huì)發(fā)生如下3中情況之一：

　　monitor計(jì)數(shù)器為0，意味著目前還沒(méi)有被獲得，那這個(gè)線(xiàn)程就會(huì)立刻獲得然后把鎖計(jì)數(shù)器+1，一旦+1，別的線(xiàn)程再想獲取，就需要等待 如果這個(gè)monitor已經(jīng)拿到了這個(gè)鎖的所有權(quán)，又重入了這把鎖，那鎖計(jì)數(shù)器就會(huì)累加，變成2，并且隨著重入的次數(shù)，會(huì)一直累加 這把鎖已經(jīng)被別的線(xiàn)程獲取了，等待鎖釋放

　　monitorexit指令：釋放對(duì)于monitor的所有權(quán)，釋放過(guò)程很簡(jiǎn)單，就是講monitor的計(jì)數(shù)器減1，如果減完以后，計(jì)數(shù)器不是0，則代表剛才是重入進(jìn)來(lái)的，當(dāng)前線(xiàn)程還繼續(xù)持有這把鎖的所有權(quán)，如果計(jì)數(shù)器變成0，則代表當(dāng)前線(xiàn)程不再擁有該monitor的所有權(quán)，即釋放鎖。

　　下圖表現(xiàn)了對(duì)象，對(duì)象監(jiān)視器，同步隊(duì)列以及執(zhí)行線(xiàn)程狀態(tài)之間的關(guān)系：

　　該圖可以看出，任意線(xiàn)程對(duì)Object的訪(fǎng)問(wèn)，首先要獲得Object的監(jiān)視器，如果獲取失敗，該線(xiàn)程就進(jìn)入同步狀態(tài)，線(xiàn)程狀態(tài)變?yōu)锽LOCKED，當(dāng)Object的監(jiān)視器占有者釋放后，在同步隊(duì)列中得線(xiàn)程就會(huì)有機(jī)會(huì)重新獲取該監(jiān)視器。

　　可重入原理：加鎖次數(shù)計(jì)數(shù)器

　　看如下的例子：

　　對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼

　　上面的SynchronizedDemo中在執(zhí)行完同步代碼塊之后緊接著再會(huì)去執(zhí)行一個(gè)靜態(tài)同步方法，而這個(gè)方法鎖的對(duì)象依然就這個(gè)類(lèi)對(duì)象，那么這個(gè)正在執(zhí)行的線(xiàn)程還需要獲取該鎖嗎? 答案是不必的，從上圖中就可以看出來(lái)，執(zhí)行靜態(tài)同步方法的時(shí)候就只有一條monitorexit指令，并沒(méi)有monitorenter獲取鎖的指令。這就是鎖的重入性，即在同一鎖程中，線(xiàn)程不需要再次獲取同一把鎖。

　　Synchronized先天具有重入性。每個(gè)對(duì)象擁有一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)線(xiàn)程獲取該對(duì)象鎖后，計(jì)數(shù)器就會(huì)加一，釋放鎖后就會(huì)將計(jì)數(shù)器減一。

　　保證可見(jiàn)性的原理：內(nèi)存模型和happens-before規(guī)則

　　Synchronized的happens-before規(guī)則，即監(jiān)視器鎖規(guī)則：對(duì)同一個(gè)監(jiān)視器的解鎖，happens-before于對(duì)該監(jiān)視器的加鎖。

　　繼續(xù)來(lái)看代碼：

　　該代碼的happens-before關(guān)系如圖所示：

　　在圖中每一個(gè)箭頭連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)就代表之間的happens-before關(guān)系，黑色的是通過(guò)程序順序規(guī)則推導(dǎo)出來(lái)，紅色的為監(jiān)視器鎖規(guī)則推導(dǎo)而出：線(xiàn)程A釋放鎖happens-before線(xiàn)程B加鎖，藍(lán)色的則是通過(guò)程序順序規(guī)則和監(jiān)視器鎖規(guī)則推測(cè)出來(lái)happens-befor關(guān)系，通過(guò)傳遞性規(guī)則進(jìn)一步推導(dǎo)的happens-before關(guān)系。現(xiàn)在我們來(lái)重點(diǎn)關(guān)注2 happens-before 5，通過(guò)這個(gè)關(guān)系我們可以得出什么?

　　根據(jù)happens-before的定義中的一條：如果A happens-before B，則A的執(zhí)行結(jié)果對(duì)B可見(jiàn)，并且A的執(zhí)行順序先于B。線(xiàn)程A先對(duì)共享變量A進(jìn)行加一，由2 happens-before 5關(guān)系可知線(xiàn)程A的執(zhí)行結(jié)果對(duì)線(xiàn)程B可見(jiàn)即線(xiàn)程B所讀取到的a的值為1。