加鎖和釋放鎖的原理

　　深入JVM看字節碼，創建如下的代碼：

　　使用javac命令進行編譯生成.class文件

　　得到如下的信息：

　　關注紅色方框里的monitorenter和monitorexit即可。

　　Monitorenter和Monitorexit指令，會讓對象在執行，使其鎖計數器加1或者減1。每一個對象在同一時間只與一個monitor(鎖)相關聯，而一個monitor在同一時間只能被一個線程獲得，一個對象在嘗試獲得與這個對象相關聯的Monitor鎖的所有權的時候，monitorenter指令會發生如下3中情況之一：

　　monitor計數器為0，意味著目前還沒有被獲得，那這個線程就會立刻獲得然后把鎖計數器+1，一旦+1，別的線程再想獲取，就需要等待 如果這個monitor已經拿到了這個鎖的所有權，又重入了這把鎖，那鎖計數器就會累加，變成2，并且隨著重入的次數，會一直累加 這把鎖已經被別的線程獲取了，等待鎖釋放

　　monitorexit指令：釋放對于monitor的所有權，釋放過程很簡單，就是講monitor的計數器減1，如果減完以后，計數器不是0，則代表剛才是重入進來的，當前線程還繼續持有這把鎖的所有權，如果計數器變成0，則代表當前線程不再擁有該monitor的所有權，即釋放鎖。

　　下圖表現了對象，對象監視器，同步隊列以及執行線程狀態之間的關系：

　　該圖可以看出，任意線程對Object的訪問，首先要獲得Object的監視器，如果獲取失敗，該線程就進入同步狀態，線程狀態變為BLOCKED，當Object的監視器占有者釋放后，在同步隊列中得線程就會有機會重新獲取該監視器。

　　可重入原理：加鎖次數計數器

　　看如下的例子：

　　對應的字節碼

　　上面的SynchronizedDemo中在執行完同步代碼塊之后緊接著再會去執行一個靜態同步方法，而這個方法鎖的對象依然就這個類對象，那么這個正在執行的線程還需要獲取該鎖嗎? 答案是不必的，從上圖中就可以看出來，執行靜態同步方法的時候就只有一條monitorexit指令，并沒有monitorenter獲取鎖的指令。這就是鎖的重入性，即在同一鎖程中，線程不需要再次獲取同一把鎖。

　　Synchronized先天具有重入性。每個對象擁有一個計數器，當線程獲取該對象鎖后，計數器就會加一，釋放鎖后就會將計數器減一。

　　保證可見性的原理：內存模型和happens-before規則

　　Synchronized的happens-before規則，即監視器鎖規則：對同一個監視器的解鎖，happens-before于對該監視器的加鎖。

　　繼續來看代碼：

　　該代碼的happens-before關系如圖所示：

　　在圖中每一個箭頭連接的兩個節點就代表之間的happens-before關系，黑色的是通過程序順序規則推導出來，紅色的為監視器鎖規則推導而出：線程A釋放鎖happens-before線程B加鎖，藍色的則是通過程序順序規則和監視器鎖規則推測出來happens-befor關系，通過傳遞性規則進一步推導的happens-before關系。現在我們來重點關注2 happens-before 5，通過這個關系我們可以得出什么?

　　根據happens-before的定義中的一條：如果A happens-before B，則A的執行結果對B可見，并且A的執行順序先于B。線程A先對共享變量A進行加一，由2 happens-before 5關系可知線程A的執行結果對線程B可見即線程B所讀取到的a的值為1。