synchronized底层原理是什么呢?

synchronized底层原理

`synchronized`底层原理
   主要依赖于
      Java对象头(Object Header)
	    和 Monitor(监视器)机制
		 并结合JVM内部的锁优化策略实现

synchronized底层原理详解

1.Java对象头(Object Header)
每个 Java 对象在内存中都有一个对象头，其中包含：
 -Mark Word:存储哈希码、GC 分代年龄、锁状态等信息。
 -Klass Pointer:指向对象的类元信息。
  当使用`synchronized`时
     JVM会修改对象头中Mark Word来
	  记录锁的状态和持有锁线程信息
 
2.Monitor监视器
 -每个Java对象都可以作为锁(Monitor)，
    JVM使用C++实现`ObjectMonitor`类来管理锁
 -线程尝试获取锁时，
    会进入Monitor等待队列
	 只有成功获取锁的线程才能执行同步代码块

3.锁的类型与升级过程
 JVM在运行过程中根据竞争情况对锁进行自动升级，
    提升性能：
 -无锁状态:对象未被任何线程锁定。
 -偏向锁(Biased Locking)：
   -如果一个线程获得了锁之后，
在没有其他线程竞争的情况下，
后续再次进入同步块时不需要进行CAS操作
   -适用于单线程访问场景。
 -轻量级锁(Lightweight Locking)：
   -当多个线程交替执行同步块时，
JVM使用CAS 操作尝试将对象头中Mark Word替换
为指向线程栈中锁记录的指针。
   -避免线程阻塞，减少上下文切换开销。
 -重量级锁(Heavyweight Locking)：
   -当多个线程发生竞争时，
锁会膨胀为重量级锁，
此时线程会被阻塞并进入内核态等待唤醒。
   -性能开销较大，
但能保证线程安全。

4.字节码层面的实现
 -同步方法:JVM使用`ACC_SYNCHRONIZED`标志位控制方法的同步。
 -同步代码块:编译后插入`monitorenter`

      和`monitorexit`字节码指令，
分别对应加锁和释放锁的操作

5.可重入性
 -`synchronized`支持可重入，
同一个线程可以多次获得同一把锁。
 -JVM 通过记录锁的持有次数(recursion count)来实现这一点，
每次获取锁计数加一，
释放锁减一，
直到计数为零才真正释放锁。

synchronized底层原理总结

   `synchronized`底层原理是
     基于对象头中Mark Word和Monitor机制，

	 并通过锁升级策略
	  (偏向锁-->轻量级锁-->重量级锁)
	  进行性能优化
	  从而实现线程同步和互斥访问。