面试突击：Synchronized底层是如何实现的？

发布时间：2025-11-05 13:33:34 来源：码上建站 作者：IT科技

作者 | 磊哥

来源 | Java面试真题解析(ID：aimianshi666)

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想了解 synchronized 是面试如何运行的?就要先搞清楚 synchronized 是如何实现?synchronized 同步锁是通过 JVM 内置的 Monitor 监视器实现的，而监视器又是突击依赖操作系统的互斥锁 Mutex 实现的，那接下来我们先来了解一下监视器。底层

监视器

监视器是何实一个概念或者说是一个机制，它用来保障在任何时候，面试只有一个线程能够执行指定区域的突击代码。

一个监视器像是底层一个建筑，建筑里有一个特殊的何实房间，这个房间同一时刻只能被一个线程所占有。面试一个线程从进入该房间到离开该房间，突击可以全程独占该房间的底层所有数据。进入该建筑叫做进入监视器(entering the monitor)，何实进入该房间叫做获得监视器(acquiring the monitor)，面试独自占有该房间叫做拥有监视器(owning the monitor)，突击离开该房间叫做释放监视器(releasing the monitor)，底层离开该建筑叫做退出监视器(exiting the monitor)。

严格意义来说监视器和锁的概念是不同的源码下载，但很多地方也把二者相互指代。

下面我们在代码中添加一个 synchronized 代码块，来观察一下它在字节码层面是如何实现的?示例代码如下：

public class SynchronizedToMonitorExample {

public static void main(String[] args) {

int count = 0;

synchronized (SynchronizedToMonitorExample.class) {

for (int i = 0; i < 10; i++) {

count++;

}

}

System.out.println(count);

}

当我们将上述代码编译成字节码之后，得到的结果是这样的： 从上述结果我们可以看出，在 main 方法中多了一对 monitorenter 和 monitorexit 的指令，它们的含义是：

由此可知 synchronized 是依赖 Monitor 监视器实现的。

在 Java 中，synchronized 是非公平锁，也是可以重入锁。所谓的非公平锁是指，线程获取锁的顺序不是按照访问的顺序先来先到的，而是站群服务器由线程自己竞争，随机获取到锁。可重入锁指的是，一个线程获取到锁之后，可以重复得到该锁。这些内容是理解接下来内容的前置知识。在 HotSpot 虚拟机中，Monitor 底层是由 C++实现的，它的实现对象是 ObjectMonitor，ObjectMonitor 结构体的实现如下：

ObjectMonitor::ObjectMonitor() {

_header = NULL;

_count = 0;

_waiters = 0,

_recursions = 0; //线程的重入次数

_object = NULL;

_owner = NULL; //标识拥有该monitor的线程

_WaitSet = NULL; //等待线程组成的双向循环链表，_WaitSet是第一个节点

_WaitSetLock = 0 ;

_Responsible = NULL ;

_succ = NULL ;

_cxq = NULL ; //多线程竞争锁进入时的单向链表

FreeNext = NULL ;

_EntryList = NULL ; //_owner从该双向循环链表中唤醒线程结点，_EntryList是第一个节点

_SpinFreq = 0 ;

_SpinClock = 0 ;

OwnerIsThread = 0 ;

在以上代码中有几个关键的属性：

监视器执行的流程如下：

以上就是监视器的执行流程，执行流程如下图所示：

synchronized 同步锁是通过 JVM 内置的 Monitor 监视器实现的，而监视器又是依赖操作系统的互斥锁 Mutex 实现的。JVM 监视器的执行流程是：线程先通过自旋 CAS 的方式尝试获取锁，如果获取失败就进入 EntrySet 集合，如果获取成功就拥有该锁。当调用 wait() 方法时，线程释放锁并进入 WaitSet 集合，等其他线程调用 notify 或 notifyAll 方法时再尝试获取锁。锁使用完之后就会通知 EntrySet 集合中的线程，让它们尝试获取锁。

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