深入浅出synchronized：锁对象而非锁方法，从对象头到锁升级全解析

前几周做代码评审，看到同事写了一个 synchronized 方法，又有一个新同事问：“这个锁到底锁的是方法，还是锁的是对象？” 当时很多人随口就答“锁的是方法”，但真让他解释对象头、Monitor、锁升级，场面就安静了。我自己也是在一次线上超卖事故里被迫把 synchronized 的底层链路啃了一遍，越往深处越发现，JDK 对这把锁做的优化远比想象中多。这篇文章不打算背八股，就从那段出问题的代码讲起，沿着“用法 → 字节码 → 对象头 → Monitor → JDK 优化 → 实测踩坑”这条线，把 synchronized 从表面到原理完整捋一遍。

1. 从一个并发事故讲起：synchronized 锁的到底是什么

1.1 一段能稳定复现的并发 Bug

先看一段非常典型的代码。两个线程同时执行 increment()，理想结果当然是 200000，但实际跑起来经常是 19 万出头，甚至更少。

java复制public class SyncDemo {
    private int count = 0;

    public void increment() {
        count++;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SyncDemo demo = new SyncDemo();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                demo.increment();
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                demo.increment();
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();
        System.out.println(demo.count);
    }
}

很多人第一反应是“给 count++ 加锁”。这个方向没错，但必须说清楚为什么。count++ 看起来是一行代码，编译成字节码之后其实至少三步：读取当前值、加 1、写回。两个线程可能同时读到同一个旧值，各自加 1 后再写回，结果就少了一次递增。这就是典型的“读改写”竞态条件。

如果把 increment() 声明为 synchronized，结果会稳定变成 200000。所以 synchronized 做的最核心的一件事，就是保证同一时刻只有一个线程能进入受保护的临界区，并且让临界区内的读写对其他线程可见。

1.2 锁的职责不是“阻止执行”，而是“划定临界区”

我见过不少刚入行的同学会把“加锁”理解成“让代码不能执行”，这是错的。锁的真正作用是划定临界区，并规定进入临界区的规则：同一时刻只允许一个线程持有锁；其他线程想进来，必须等在门外。等前一个线程退出临界区并释放锁，等待者才有机会竞争。

用生活里的例子类比，厕所门上的插销就是一把锁。门本身不阻止任何人靠近，但插销一旦扣上，同一时间只有里面的人能用。外面的人要么等，要么换地方。代码里的临界区就是“厕所”，锁对象就是“插销”。

这里有个很容易搞混的点：synchronized 修饰代码块时，括号里的对象决定用哪把锁；修饰方法时，JVM 默认给你指定了锁。也就是说，synchronized 从来都不是在锁“代码”，而是在锁“对象”，代码只是被这个对象锁保护起来的区域。

1.3 每个 Java 对象都自带一把“内置锁”

这是理解 synchronized 的基石：在 HotSpot 虚拟机里，任何一个 Java 对象天生就携带一把可以被 synchronized 使用的锁，官方术语叫内置锁，也叫 Monitor 锁。无论是 new Object() 还是自定义的实体类对象，它都有这把锁，只是平时没人用它而已。

这把锁和对象本身强绑定，存在对象头里。于是“给方法加锁”“给代码块加锁”在底层全都等价于“拿某个对象的 Monitor”。于是问题就来了：到底拿哪个对象的？这就引出了 synchronized 的三种经典用法。

2. 三种加锁姿势与方法级/块级锁的等价关系

2.1 实例方法、静态方法、同步代码块到底锁谁

jdk 中 synchronized 的三种写法，区别只在锁对象的选择上。下面这张表建议直接收藏。

特别注意：synchronized 修饰静态方法和修饰实例方法，用的是两把完全不同的锁。前者是 Class 对象，后者是实例对象。如果一个类里既有静态同步方法，又有实例同步方法，两个线程可以分别进入它们，因为它们争夺的不是同一把锁。

java复制public class LockDemo {
    // 锁的是 LockDemo.class