先綜述個結論：
一般說的synchronized用來做多線程同步功能，其實synchronized只是提供多線程互斥，而對象的wait()和notify()方法才提供線程的同步功能。
一般說synchronized是加鎖，或者說是加對象鎖，其實對象鎖只是synchronized在實現鎖機制中的一種鎖（重量鎖，用這種方式互斥線程開銷大所以叫重量鎖，或者叫對象monitor），而synchronized的鎖機制會根據線程競爭情況在運行會有偏向鎖、輕量鎖、對象鎖，自旋鎖（或自適應自旋鎖）等，總之，synchronized可以認為是一個幾種鎖過程的封裝。
原理
通常說的synchronized在方法或塊上加鎖，這裡的鎖就是對象鎖（當然也可以在類上面），或者叫重量鎖，在JVM中又叫對象監視器（Monitor），就是對象來監視線程的互斥。
先來回顧一下對象在堆裡的邏輯結構：
對象在內存中的結構看這裡》》
對象頭裡的結構大致如此：
其中Tag的2bit用來顯示鎖類型。通常我們說synchronized的對象鎖，就是這裡Tag=10時的monitor對象，這裡的Monitor address就是這個monitor對象（就是重量鎖）的地址。
當多個線程同時請求synchronized方法或塊時，monitor會設置幾個虛擬邏輯數據結構來管理這些多線程。下圖是簡化了的管理結構。
新請求的線程會首先被加入到線程排隊隊列中，線程阻塞，當某個擁有鎖的線程unlock之後，則排隊隊列裡的線程競爭上崗（synchronized是不公平競爭鎖，下面還會講到）。如果運行的線程調用對象的wait()後就釋放鎖並進入wait線程集合那邊，當調用對象的notify()或notifyall()後，wait線程就到排隊那邊。這是大致的邏輯。
同時再看看線程的狀態圖
Blocked就是阻塞狀態。
wait()和sleep()最大的不同在於wait()會釋放對象鎖，而sleep()不會！wait、sleep、yield區別如下：
似乎講到這裡，synchronized鎖和wait()、notify()來實現多線程同步就完成了。
但是，自旋鎖或自適應自旋鎖：
因為線程阻塞後進入排隊隊列和喚醒都需要CPU從用戶態轉為核心態，尤其頻繁的阻塞和喚醒對CPU來說是負荷很重的工作。同時統計發現，很多對象鎖的鎖定狀態只會持續很短的一段時間，例如一個線程切換週期，這樣的話在很短的時間內阻塞線程又很快喚醒線程顯然不值得，所以引入了自旋鎖概念。
所謂“自旋”，就monitor並不把線程阻塞放入排隊隊列，而是去執行一個無意義的循環，循環結束後看看是否鎖已釋放並直接進行競爭上崗步驟，如果競爭不到繼續自旋循環，循環過程中線程的狀態一直處於running狀態。明顯自旋鎖使得synchronized的對象鎖方式在線程之間引入了不公平。但是這樣可以保證大吞吐率和執行效率。
不過雖然自旋鎖方式省去了阻塞線程的時間和空間（隊列的維護等）開銷，但是長時間自旋也是很低效的。所以自旋的次數一般控制在一個範圍內，例如10,50等，在超出這個範圍後，線程就進入排隊隊列。
自適應自旋鎖，就是自旋的次數是通過JVM在運行時收集的統計信息，動態調整自旋鎖的自旋次數上界。
講到這裡似乎synchronized鎖的過程更加豐滿了。
不過synchronized在運行過程中不是一下子就到對象鎖這個級別的，它根據線程競爭情況會經過幾次升級變化。這裡就出現了另外幾種鎖。
輕量鎖和偏向鎖
當多線程環境進入synchronized區域的線程沒競爭時，JVM並不會馬上創建對象鎖，而是用輕量鎖或偏向鎖。
不過需要明確的是，輕量鎖和偏向鎖，都不能代替重量鎖，只不過是在沒有多線程競爭時，沒必要用重量鎖而無畏的消耗資源。但是一旦出現了多線程競爭時，synchronized區域的輕量鎖或偏向鎖都會立即升級為重量鎖。
輕量鎖或偏向鎖使用的條件是進入synchronized區域時沒有其他任何其他線程在使用。
這時線程t訪問對象的synchronized區域時，對象頭的標誌位Tag狀態為01，以及還有1位的偏向信息用於記錄這個對象是否可用偏向鎖。然後t在對象上申請輕量鎖時，若偏向信息為0，表明當前對象還未加鎖，或加過偏向鎖（加過，注意是加過偏向鎖的對象只能被同樣的線程加鎖，如果不同的線程想要獲取鎖，需要先將偏向鎖升級為輕量鎖，稍後會講到），在判斷對當前對象確實沒有被任何其他線程鎖住後，即可以在該對象上加輕量鎖。
加輕量鎖的過程很簡單：在當前線程的棧幀（stack frame）中生成一個鎖記錄（lock record），這個鎖記錄比前面說的那個對象鎖（管理線程隊列的monitor）簡單多了，它只是對象頭的一個拷貝。然後把對象頭裡的tag改成00，並把這個棧幀裡的lock record地址放入對象頭裡。若操作成功，那就完成了輕量鎖操作。如果不成功，說明有線程在競爭，則需要在當前對象上生成重量鎖來進行多線程同步，然後將Tag狀態改為10，並生成Monitor對象（重量鎖對象），對象頭裡也會放入Monitor對象的地址。最後將當前線程t排隊隊列中。
輕量鎖的解鎖過程也很簡單就是把棧幀裡剛才的那個lock record拷貝到對象頭裡，若替換成功，則解鎖完成，若替換不成功，表示在當前線程持有鎖的這段時間內，其他線程也競爭過鎖，並且發生了鎖升級為重量鎖，這時需要去Monitor的等待隊列中喚醒一個線程去重新競爭鎖。
偏向鎖是比輕量鎖還輕量的鎖機制。當synchronized區域長期都由同一個線程加鎖、解鎖時，jvm就用偏向鎖來做，它的加鎖解鎖比輕量鎖操作起來指令更加簡化。不過一旦有其他線程使用synchronized區域，即使沒有線程間競爭，也會把偏向鎖升級為輕量鎖，當然如果發生線程競爭就再升級為對象鎖。
鎖的公平與不公平：公平鎖是指線程獲得鎖的順序按照fifo的原則，先排隊的先得。非公平鎖指每個線程都先要競爭鎖，不管排隊先後，所以後到的線程有可能無需進入等待隊列直接競爭到鎖。非公平鎖雖然可能導致某些線程飢餓，但是鎖的吞吐率是公平鎖好幾倍，synchronized是一個典型的非公平鎖方案，而且沒法做成公平鎖。
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