Android synchronized(this) 原理深度解析：監視器鎖與 happens-before

語法與語義

synchronized(this) { /* 临界区 */ }
// 等价于
synchronized (this) { /* 临界区 */ }
// 实例方法加 synchronized 修饰符等价于 synchronized(this) 包裹方法体

底層實現（HotSpot JVM）

1. 對象頭 Mark Word： 64 位 JVM 中，Mark Word 存儲 鎖狀態（無鎖/偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖）、線程 ID、GC 分代年齡、hashCode 等。
2. 鎖升級流程：
   • **偏向鎖**：首次進入，CAS 將線程 ID 寫入 Mark Word，後續同線程進出零開銷。
   • **輕量級鎖**：競爭時，線程在棧桢分配 Lock Record，CAS 將 Mark Word 指向 Lock Record，自旋等待。
   • **重量級鎖**：自旋超過閾值或多線程激烈競爭，膨脹為 ObjectMonitor（C++ 實現，基於 OS Mutex/Condition Variable），線程進入 _WaitSet / _EntryList 掛起/喚醒。
3. Monitorenter / Monitorexit 字節碼： 編譯器在同步塊首尾插入，配合 ObjectMonitor 實現互斥。

內存語義（JMM）

• 解鎖 Happens-Before 加鎖： 線程 A 解鎖前的所有寫入，對後續加鎖同一監視器的線程 B 可見。
• **保證可見性 + 原子性**，**不保証指令重排序**（volatile 才禁止重排）。

synchronized(this) vs synchronized(method)

最佳實踐

• **縮小同步塊**：只保護共享狀態讀寫，業務邏輯、I/O、睡眠移出。
• **避免鎖對象逃逸/變更**：synchronized(list) 後 list = new ArrayList() 導致鎖失效。
• **優先用 java.util.concurrent**：ReentrantLock、ConcurrentHashMap、LongAdder 等無鎖/細粒度鎖組件，性能更優、API 更豐富。
• **死鎖預防**：固定獲取鎖順序、tryLock(timeout)、避免嵌套鎖。

理解 Mark Word、鎖升級、Monitor、JMM 語義，是從「會用 synchronized」進階到「能調優併發」的必經之路。