Synchronized有什么用
在多线程并发执行过程中，如果对某个公用变量的操作需要做到单线程，那么就需要锁来保证多线程环境下的某个操作是顺序执行。
如何实现的
synchronized首先是一个悲观锁，支持的同步方法和同步语句都是使用monitor来实现的。Monitor可以理解为一个同步工具或一种同步机制，通常被描述为一个对象。每一个Java对象就有一把看不见的锁，称为内部锁或者Monitor锁。Monitor是线程私有的数据结构，每一个线程都有一个可用monitor record列表，同时还有一个全局的可用列表。每一个被锁住的对象都会和一个monitor关联，java对象头Mark Word中有指向Monitor对象（存储的指针的指向），叫做 Lock word，Synchronized锁便是通过这种方式获取锁的，也是为什么Java中任意对象可以作为锁的原因，同时notify/notifyAll/wait等方法会使用到Monitor锁对象，所以必须在同步代码块中使用。
同时monitor中有一个Owner字段存放拥有该锁的线程的唯一标识，表示该锁被这个线程占用。synchronized通过Monitor来实现线程同步，Monitor是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock（互斥锁，也叫重量级锁）来实现的线程同步。
在执行流程角度来看，每个对象都与一个monitor相关联，当一个线程执行到一个monitor监视下的代码块中的第一个指令时，该线程必须在引用的对象上获得一个锁，这个锁是monitor实现的。在HotSpot虚拟机中，monitor是由ObjectMonitor实现，使用C++编写实现，具体代码在HotSpot虚拟机源码ObjectMonitor.hpp文件中。
Synchronized锁范围
- 普通同步方法，锁是当前实例对象
同步方法依靠的是方法修饰符上的ACC_SYNCHRONIZED标记符隐式实现
public synchronized void test(){
// TODO
}
public void test(){
synchronized (this) {
// TODO
}
}
- 静态同步方法，锁是当前类的class对象
public static synchronized void test(){
// TODO
}
public static void test(){
synchronized (TestSynchronized.class) {
// TODO
}
}
- 同步方法块，锁是括号里面的对象
同步代码块是使用monitorenter和monitorexit指令显式实现的
Synchronized：偏向锁、轻量级锁、重量级锁
这三种锁是指锁的状态，并且是针对Synchronized。在Java 5通过引入锁升级的机制来实现高效Synchronized。这三种锁的状态是通过对象监视器在对象头中的字段来表明的。
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1、偏向锁
偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问，那么该线程会自动获取锁。线程是不需要触发同步的，减少加锁／解锁的一些CAS操作（比如等待队列的一些CAS操作），降低获取锁的代价。偏向锁只有遇到其他线程尝试竞争偏向锁时，持有偏向锁的线程才会释放锁，线程不会主动释放偏向锁。偏向锁的撤销，需要等待全局安全点（在这个时间点上没有字节码正在执行），它会首先暂停拥有偏向锁的线程，判断锁对象是否处于被锁定状态。撤销偏向锁后恢复到无锁（标志位为“01”）或轻量级锁（标志位为“00”）的状态。
通过-XX:-UseBiasedLocking取消偏向锁，偏向锁原本是一种锁优化，让同一个线程进来不需要同步操作，所以在锁竞争少的情况下有优化作用，但多线程 竞争非常激烈的环境下，因为大量的竞争会导致持有锁的线程不停地切换，锁也很难一直保持偏向模式，此时，使用偏向锁不仅不能优化程序，反而有可能降低程序性能，所以通过此参数取消偏向锁。偏向锁通过对比Mark Word解决加锁问题，避免执行CAS操作。 -
2、轻量级锁：标志位为“00”
轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候，被另一个线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，提高性能，自旋到一定程度，升级到重量级锁。
为什么可以减少时间呢？阻塞或唤醒一个Java线程需要操作系统切换CPU状态来完成，这种状态转换需要耗费处理器时间。在许多场景中，同步资源的锁定时间很短，为了这一小段时间去切换线程，线程挂起和恢复现场的花费可能会让系统得不偿失。如果物理机器有多个处理器，能够让两个或以上的线程同时并行执行，我们就可以让后面那个请求锁的线程不放弃CPU的执行时间，看看持有锁的线程是否很快就会释放锁。而为了让当前线程“稍等一下”，我们需让当前线程进行自旋，如果在自旋完成后前面锁定同步资源的线程已经释放了锁，那么当前线程就可以不必阻塞而是直接获取同步资源，从而避免切换线程的开销。这就是自旋锁。自旋超过了限定次数（默认是10次，可以使用-XX:PreBlockSpin来更改）没有成功获得锁，就应当挂起线程。
缺点同样也有：线程占用资源较长，那么自旋就会消耗cpu时间片，这段时间cpu啥都没干，就不停的被你占用自旋。所以后面提出来自适应自旋锁，实际效果中自旋锁很少成功，少量是成功的，轻量级锁是通过用CAS操作和自旋来解决加锁问题，避免线程阻塞和唤醒而影响性能 -
3、重量级锁：标志位为“10”
重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候，另一个线程虽然是自旋，但自旋不会一直持续下去，当自旋一定次数的时候，还没有获取到锁，就会进入阻塞，该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让其他申请的线程进入阻塞，性能降低。
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跟lock的区别
两者区别：
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1.首先synchronized是java内置关键字，在jvm层面，Lock是个java类；
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2.synchronized无法判断是否获取锁的状态，Lock可以判断是否获取到锁；
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3.synchronized会自动释放锁(a 线程执行完同步代码会释放锁 ；b 线程执行过程中发生异常会释放锁)，Lock需在finally中手工释放锁（unlock()方法释放锁），否则容易造成线程死锁；
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4.用synchronized关键字的两个线程1和线程2，如果当前线程1获得锁，线程2线程等待。如果线程1阻塞，线程2则会一直等待下去，而Lock锁就不一定会等待下去，如果尝试获取不到锁，线程可以不用一直等待就结束了；
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5.synchronized的锁可重入、不可中断、非公平，而Lock锁可重入、可判断、可公平（两者皆可）
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6.Lock锁适合大量同步的代码的同步问题，synchronized锁适合代码少量的同步问题。
参考博客
java对一个对象加锁，锁的是什么东西？
美团Java琐事
深入分析Synchronized原理(阿里面试题)
深入分析synchronized的实现原理