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，會讓對象在執(zhí)行，使其鎖計數(shù)器加1或者減1。每一個對象在同一時間只與一個monitor(鎖)相關(guān)聯(lián)，而一個monitor在同一時間只能被一個線程獲得，一個對象在嘗試獲得與這個對象相關(guān)聯(lián)的Monitor鎖的所有權(quán)的時候，monitorenter指令會發(fā)生如下3中情況之一：

　　monitor計數(shù)器為0，意味著目前還沒有被獲得，那這個線程就會立刻獲得然后把鎖計數(shù)器+1，一旦+1，別的線程再想獲取，就需要等待 如果這個monitor已經(jīng)拿到了這個鎖的所有權(quán)，又重入了這把鎖，那鎖計數(shù)器就會累加，變成2，并且隨著重入的次數(shù)，會一直累加 這把鎖已經(jīng)被別的線程獲取了，等待鎖釋放

　　monitorexit指令：釋放對于monitor的所有權(quán)，釋放過程很簡單，就是講monitor的計數(shù)器減1，如果減完以后，計數(shù)器不是0，則代表剛才是重入進來的，當前線程還繼續(xù)持有這把鎖的所有權(quán)，如果計數(shù)器變成0，則代表當前線程不再擁有該monitor的所有權(quán)，即釋放鎖。

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

　　該圖可以看出，任意線程對Object的訪問，首先要獲得Object的監(jiān)視器，如果獲取失敗，該線程就進入同步狀態(tài)，線程狀態(tài)變?yōu)锽LOCKED，當Object的監(jiān)視器占有者釋放后，在同步隊列中得線程就會有機會重新獲取該監(jiān)視器。

　　可重入原理：加鎖次數(shù)計數(shù)器

　　看如下的例子：

　　對應(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去執(zhí)行一個靜態(tài)同步方法，而這個方法鎖的對象依然就這個類對象，那么這個正在執(zhí)行的線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，執(zhí)行靜態(tài)同步方法的時候就只有一條monitorexit指令，并沒有monitorenter獲取鎖的指令。這就是鎖的重入性，即在同一鎖程中，線程不需要再次獲取同一把鎖。

　　Synchronized先天具有重入性。每個對象擁有一個計數(shù)器，當線程獲取該對象鎖后，計數(shù)器就會加一，釋放鎖后就會將計數(shù)器減一。

　　保證可見性的原理：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：對同一個監(jiān)視器的解鎖，happens-before于對該監(jiān)視器的加鎖。

　　繼續(xù)來看代碼：

　　該代碼的happens-before關(guān)系如圖所示：

　　在圖中每一個箭頭連接的兩個節(jié)點就代表之間的happens-before關(guān)系，黑色的是通過程序順序規(guī)則推導(dǎo)出來，紅色的為監(jiān)視器鎖規(guī)則推導(dǎo)而出：線程A釋放鎖happens-before線程B加鎖，藍色的則是通過程序順序規(guī)則和監(jiān)視器鎖規(guī)則推測出來happens-befor關(guān)系，通過傳遞性規(guī)則進一步推導(dǎo)的happens-before關(guān)系?，F(xiàn)在我們來重點關(guān)注2 happens-before 5，通過這個關(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B可見，并且A的執(zhí)行順序先于B。線程A先對共享變量A進行加一，由2 happens-before 5關(guān)系可知線程A的執(zhí)行結(jié)果對線程B可見即線程B所讀取到的a的值為1。