一、概念
（一）作用
- 確保線程互斥的訪問同步代碼
- 保證共享變量的修改能夠及時可見
- 有效解決重排序問題
（二）使用場景
- 修飾代碼塊
- 修飾方法（普通方法和靜態方法）
（三）可重入鎖和不可重入鎖
1.不可重入鎖
當前線程執行某個方法已經獲取了該鎖，那麼在方法中嘗試再次獲取鎖時，就會獲取不到被阻塞。
不可重入鎖實現：
2.可重入鎖
如果某個線程試圖獲取一個已經由他自己持有的鎖，這個請求可以成功，那麼此時的鎖就是可重入鎖
可重入鎖實現：
爲每個鎖關聯一個持有者和持有計數值，當計數值爲 0 時，這個鎖會被認爲沒有被任何線程持有，當現場請求一個未被持有的鎖時，jvm 會把這個鎖給這個線程，並記下這個鎖的持有者，同時計數值置爲 1，如果同一個線程再次獲取這個鎖，計數值將遞增，當線程退出同步代碼塊時，計數值將遞減，當計數值爲 0 時，鎖將被釋放。
二、實現原理
synchronized 是由一對 monitorenter/monitorexit 指令實現的，monitor 對象是同步的基本實現單元。在 JVM 處理字節碼會出現相關指令。
jvm 基於進入和退出 Monitor 對象來實現方法同步和代碼塊同步。
代碼塊的同步是利用 monitorenter 和 monitorexit 這兩個字節碼指令。它們分別位於同步代碼塊的開始和結束位置。當 jvm 執行到 monitorenter 指令時，當前線程試圖獲取 monitor 對象的所有權，如果未加鎖或者已經被當前線程所持有，就把鎖的計數器 + 1；當執行 monitorexit 指令時，鎖計數器 - 1；當鎖計數器爲 0 時，該鎖就被釋放了。如果獲取 monitor 對象失敗，該線程則會進入阻塞狀態，直到其他線程釋放鎖。
方法級的同步是隱式，即無需通過字節碼指令來控制的，它實現在方法調用和返回操作之中。JVM 可以從方法常量池中的方法表結構 (method_info Structure) 中的 ACC_SYNCHRONIZED 訪問標誌區分一個方法是否同步方法。當方法調用時，調用指令將會 檢查方法的 ACC_SYNCHRONIZED 訪問標誌是否被設置，如果設置了，執行線程將先持有 monitor（虛擬機規範中用的是管程一詞）， 然後再執行方法，最後再方法完成 (無論是正常完成還是非正常完成) 時釋放 monitor。
三、鎖升級原理（鎖膨脹）
Synchronized 是通過對象內部的一個叫做監視器鎖（monitor）來實現的，監視器鎖本質又是依賴於底層的操作系統的 Mutex Lock（互斥鎖）來實現的。而操作系統實現線程之間的切換需要從用戶態轉換到核心態，這個成本非常高，狀態之間的轉換需要相對比較長的時間，這就是爲什麼 Synchronized 效率低的原因。因此，這種依賴於操作系統 Mutex Lock 所實現的鎖我們稱之爲 “重量級鎖”。
Java SE 1.6 爲了減少獲得鎖和釋放鎖帶來的性能消耗，引入了 “偏向鎖” 和 “輕量級鎖”：鎖一共有 4 種狀態，級別從低到高依次是：無鎖狀態、偏向鎖狀態、輕量級鎖狀態和重量級鎖狀態。鎖可以升級但不能降級。
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無鎖：沒有對資源進行鎖定，所有的線程都能訪問並修改同一個資源，但同時只有一個線程能修改成功，其他修改失敗的線程會不斷重試直到修改成功。
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偏向鎖：對象的代碼一直被同一線程執行，不存在多個線程競爭，該線程在後續的執行中自動獲取鎖，降低獲取鎖帶來的性能開銷。
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輕量級鎖：輕量級鎖是指當鎖是偏向鎖的時候，被第二個線程 B 所訪問，此時偏向鎖就會升級爲輕量級鎖，線程 B 會通過自旋的形式嘗試獲取鎖，線程不會阻塞，從而提高性能。
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重量級鎖：又有第三個線程來訪時，輕量級鎖也會升級爲重量級鎖。當有一個線程獲取鎖之後，其餘所有等待獲取該鎖的線程都會處於阻塞狀態。
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