synchronized关键字与Lock锁原理

1.synchronized

synchronized关键字是JVM提供的内置锁，是通过Monitor两种来实现的，分别是当其作用在类上和方法上时。
类上：

• 测试代码

public class Test {

    public void test() {
        synchronized (this) {
            System.out.println(1);
        }
    }

}

• 测试类的反编译结果，执行javap -v Test.class

.....
public void test();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=3, args_size=1
         0: aload_0
         1: dup
         2: astore_1
         3: monitorenter
         4: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         7: iconst_1
         8: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
        11: aload_1
        12: monitorexit
        13: goto          21
        16: astore_2
        17: aload_1
        line 10: 4
        line 11: 11
        line 12: 21
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      22     0  this

• 分析
  从上面的反编译class文件可以看出，synchronized关键字作用在类上时，其是通过monitor锁来实现的，通过monitorenter指令来表示资源已被锁定，monitorexit指令来表示资源已被释放。
  另外，资源在被锁定的时候mointor会将monitor的计数设置为1，由于synchronized是可重入锁，所以如果是同一个线程再次持有该锁时，则会将monitor的计数加1。如果是不同的线程则会阻塞。而资源在被释放的时候则会将计数进行减1，当计数为0时，则证明该资源已被释放，可以被其他线程获取。

方法上：

• 测试代码

public class Test {

    public synchronized void test() {
        System.out.println(1);
    }

}

• 测试类的反编译结果，执行javap -v Test.class

......
 public synchronized void test();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_SYNCHRONIZED
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         3: iconst_1
         4: invokevirtual #3                  // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
         7: return
      LineNumberTable:
        line 9: 0
        line 10: 7
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       8     0  this

• 分析
  通过上面的反编译结果可以看出当synchronized关键字作用在方法上时其是通过标志ACC_SYNCHRONIZED来进行表示的，当方法上有该标志时，则说明当前方法是由synchronized关键字进行修饰的，需要进行相应的加锁操作，是隐式的。

2.Lock

lock是java中的一个类。其主要实现是通过五个方法lock(),lockInterruptibly(),trylock(),
trylock(time:long, unit:TimeUnit),unlock()

• lock()
  阻塞模式抢占锁，如果当前线程抢占锁成功，那么其继续向下执行程序的业务逻辑，否则，当前线程会阻塞，直到持有锁的线程释放锁后再继续抢占锁。
• lockInterruptibly()
  可中断模式抢占锁的方法。当前线程在抢占锁的过程中，能够响应中断信号，从而能够中断当前线程。
• trylock()
  非阻塞模式下抢占锁的方法。抢占锁时，线程不会阻塞，而会立即返回抢占锁的结果。
• trylock(time:long, unit:TimeUnit)
  在trylock()的基础上，加了抢占锁的时间限制
• unlock()
  释放锁

关于lock的源码解析，可以看AQS与CAS分析这篇博客。

3.总结