java 的 synchronized 关键字通过内置对象监视器（monitor）实现可重入锁，其核心机制是在每个对象头中维护一个计数器。当线程获取锁时，计数器加一；进入嵌套同步块时，若持有该锁的线程再次尝试获取，则计数器继续递增，而不会发生死锁。退出同步块时，计数器递减至零，锁才真正释放。
对象头中的锁记录结构是怎样的
在 HotSpot JVM 中，每个对象实例数据分为两部分：对象头（Header）和方法区数据。对象头中包含 Mark Word，用于存储对象的哈希码、分代年龄以及锁状态标志。对于被 synchronized 修饰的代码块，JVM 会使用 Monitor 对象来实现互斥访问。Mark Word 中的锁状态指针会指向堆中的 Monitor 对象，该对象包含 owner 字段记录当前持有锁的线程 ID，以及 recursion 计数器记录重入次数。
public class ReentrantExample {
private final Object lock = new Object();
public void outer() {
synchronized (lock) {
System.out.println("Outer lock acquired, recursion: 1");
inner();
}
}
public void inner() {
synchronized (lock) {
System.out.println("Inner lock acquired, recursion: 2");
}
}
}
上述代码展示了典型的嵌套同步场景。当线程调用 outer() 时，它首先获取 lock 对象的监视器，此时 recursion 变为 1。接着调用 inner()，由于当前线程已经拥有该监视器，JVM 检测到线程 ID 匹配，直接增加 recursion 至 2 并允许执行。只有当 inner() 和 outer() 都执行完对应的 monitorenter 和 monitorexit 指令后，计数器归零，其他线程才能竞争该锁。
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字节码层面的入口与出口如何配合
从字节码角度看，synchronized 的实现依赖于 monitorenter 和 monitorexit 两条指令。编译器会在同步块的开始处插入 monitorenter，在结束处插入 monitorexit。为了确保异常情况下锁也能正确释放，编译器通常会生成两个 monitorexit，一个用于正常流程，另一个用于异常处理路径。这两个指令都会操作同一个 Monitor 对象，从而保证计数器的增减逻辑一致。
public class BytecodeExample {
public void test() {
synchronized (this) {
int x = 10;
}
}
}
编译后的字节码大致如下：aload_0 dup monitorenter iconst_10 istore_1 aload_0 monitorexit goto L1 astore_2 aload_0 monitorexit athrow L1:
这里可以看到，无论是否发生异常，monitorexit 都会被执行。每次 monitorenter 成功，Monitor 的递归计数加一；每次 monitorexit 执行，计数减一。这种设计确保了可重入性在底层指令层面得到严格保障，同时也避免了因异常导致的锁泄漏问题。
如果递归深度超过整数最大值会发生什么
虽然理论上递归深度受限于栈空间，但 synchronized 内部使用的 recursion 计数器是整型（int）。如果递归深度超过 Integer.MAX_VALUE，计数器会发生溢出，导致逻辑错误。在实际开发中，这通常意味着代码存在严重的逻辑缺陷或无限递归。JVM 并不会主动拦截这种溢出，而是让程序继续运行，可能导致锁状态混乱或意外释放。因此，应避免深层递归使用 synchronized，或在必要时改用 ReentrantLock 等更灵活的锁机制。
