synchronized 由 JVM 通过 Monitor 和对象头 Mark Word 协同硬件原子指令（如 CAS、lock 前缀）实现，对应字节码为 ACC_SYNCHRONIZED 标志或 monitorenter/monitorexit 指令，支持锁升级与内存可见性保障。
synchronized 在 Java 中不是靠某一条底层指令实现的，而是由 JVM 通过 对象监视器（Monitor） 和 对象头中的 Mark Word 配合硬件指令协同完成的。它没有对应单一的 CPU 指令，但关键环节依赖于底层原子操作，比如 CAS（Compare-And-Swap）和 lock 前缀指令。
synchronized 对应的字节码指令
编译后，synchronized 的不同用法会生成不同的字节码：
-
同步方法：在方法的访问标志中添加
ACC_SYNCHRONIZED标志位；JVM 执行时自动触发 Monitor 进入/退出逻辑，不显式插入 monitorenter/monitorexit。 -
同步代码块：编译为一对
monitorenter和monitorexit字节码指令；每个指令都作用于指定的对象引用。
Monitor 的底层实现机制
JVM 中的 Monitor 是基于操作系统互斥量（mutex）或条件变量（condition variable）实现的，HotSpot 中具体表现为 ObjectMonitor 结构。其核心流程包括：
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- 线程执行
monitorenter时，尝试获取对象的 Monitor； - 若 Monitor 未被占用，直接设置锁状态，并将当前线程标记为 Owner；
- 若已被占用，线程进入 EntryList（阻塞队列），等待被唤醒；
- 执行完同步块后，执行
monitorexit，释放 Monitor，并唤醒 EntryList 中的一个线程。
对象头与锁升级过程中的硬件支持
Java 对象头中的 Mark Word 存储锁状态（无锁、偏向、轻量级、重量级）。锁升级过程依赖以下硬件级能力：
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- 偏向锁：利用 CAS 修改 Mark Word 中的线程 ID，前提是未被竞争；
- 轻量级锁：用 CAS 将 Mark Word 替换为指向栈中 Lock Record 的指针；失败则膨胀为重量级锁；
-
重量级锁：调用操作系统 mutex，触发线程挂起/唤醒，底层使用
lock cmpxchg等汇编指令保障原子性。
内存可见性与 happens-before 规则
synchronized 不仅控制互斥，还建立明确的内存语义：
- 解锁前，强制将工作内存中修改的共享变量刷新到主内存；
- 加锁时，清空本地工作内存，后续读取必须从主内存重新加载；
- 构成 解锁 → 加锁 的 happens-before 关系，确保临界区内外的有序性和可见性。
