1.锁的对象是什么？

对于不熟悉多线程原理的人来说，很容易误解synchronized关键字：它通常加在所有的静态成员函数和非静态成员函数之前，表面看好像是“函数之间的互斥”，其实不是。synchronized关键字其实是“给某个对象加了把锁”，这个锁究竟加在了什么对象上面？如下所示，给f1()、f2()加上synchronized关键字。

class A{
  public void synchronized fl(){...}
  public static void synchronized f2(){...}
}

等价于如下代码:

class A{
  public void f1(){
    synchronized(this){...}
  }
  
  public static void f2(){
    synchronized(A.class){...}
  }
}

A a = new A();
a.f1();
a.f2();

对于非静态成员函数，锁其实是加载对象a上面的；
对于静态成员函数，锁是加载A.class上面的。 当然，class本身也是对象。

这回答了一个关于synchronized的常见问题:一个静态成员函数和一个非静态成员函数，都加了synchronized关键字，分别被两个线程调用，他们是否互斥？很显然，因为是两把不同的锁，所以不会互斥。

2.锁的本质是什么？

无论使用什么语言，只要是多线程的，就一定会涉及锁。既然锁如此常见，那么锁的本质是什么呢？

如图所示，多个线程访问同一个资源。线程就是一段运行中的代码；资源访问就是一个变量、一个对象或一个文件等；而锁就是要实现线程对资源的访问控制，保证同一个时间只能有一个线程去访问某一个资源。比如，线程就是一个游客，资源就是一个待参观的房子。这个房子同一时间值允许一个游客进去参观，当一个人出来后下一个人才能进去。而锁，就是这个房子门口的守卫。如果同一个时间允许多个游客参观，锁就会变成信号量，这点后面讨论。

Java并发原理-线程的状态迁移过程

从程序角度来看，锁就是一个“对象”,这个对象要完成以下几件事情：

1.这个对象内部得由一个标志位（state变量），记录自己有没有被某个线程占用（也就是记录当前有没有游客已经进入了房子）。最简单的情况是这个state有0和1两个取值，0标识没有线程占用，1标识某个线程占用了这个锁。

2.如果这个对象被某个线程占用，它得记录这个线程的thread ID,得知道自己是被那个线程占用了（也就是记录现在是谁在房子里面）。

3.这个对象还得维护一个thread id list，记录其他所有阻塞的、等待拿这个锁的线程（也就是记录所有在外面的等待的游客）。在当前线程释放锁之后（也就是把state从1变为0），从这个thread id list 里面去一个线程唤醒。

既然锁是一个“对象”，要访问的共享资源本身也是一个对象，例如前面的对象a，这两个对象可以合成一个对象。代码就变成synchronized(this){…}，我们要访问的共享资源是对象a,锁也加在a上面的。当然，也可以另外新建一个对象，代码变成synchronized(obj1){…}。这时访问的共享资源对象是a，而锁是加载新建的对象obj1上面的。

资源和锁合二为一，使得在Java里面，synchronized关键字可以加在任何对象的成员变量上。这意味着，这个对象既是共享资源，同时也具备“锁”的功能。下面来看Java是如何做到让任何一个对象都具备“锁”的功能的，这也是synchronized的实现原理。

3.synchronized实现原理

答案在Java的对象头里。在对象头里，有一个块数据较Mark Word。在64位机器上，Mark Word是8个字节（64位）的，这64位中有2个重要字段：锁标志位和占用该锁的thread ID。因为不同版本JVM的实现，对象头的数据结构会有差异，这里不再论述。

此处值说明锁的实现思路，后面将ReentrantLock详细实现时，也基于类似的思路。在这个思路上，synchronized还会有偏向、自旋等优化策略，ReentrantLock同样也会用到这些优化策略。