监视器
java中同步是通过监视器模型来实现的，JAVA中的监视器实际是一个代码块，这段代码块同一时刻只允许被一个线程执行。线程要想执行这段代码块的唯一方式是获得监视器。
监视器有两种同步方式：互斥与协作。多线程环境下线程之间如果需要共享数据，需要解决互斥访问数据的问题，监视器可以确保监视器上的数据在同一时刻只会有一个线程在访问。什么时候需要协作？比如：一个线程向缓冲区写数据，另一个线程从缓冲区读数据，如果读线程发现缓冲区为空就会等待，当写线程向缓冲区写入数据，就会唤醒读线程，这里读线程和写线程就是一个合作关系。JVM通过Object类的wait方法来使自己等待，在调用wait方法后，该线程会释放它持有的监视器，直到其他线程通知它才有执行的机会。一个线程调用notify方法通知在等待的线程，这个等待的线程并不会马上执行，而是要通知线程释放监视器后，它重新获取监视器才有执行的机会。如果刚好唤醒的这个线程需要的监视器被其他线程抢占，那么这个线程会继续等待。object类中的notifyAll方法可以解决这个问题，它可以唤醒所有等待的线程，总有一个线程执行。
如上图所示，一个线程通过1号门进入Entry Set(入口区),如果在入口区没有线程等待，那么这个线程就会获取监视器成为监视器的owner，然后执行监视区域的代码。如果在入口区中有其它线程在等待，那么新来的线程也会和这些线程一起等待。线程在持有监视器的过程中，有两个选择，一个是正常执行监视器区域的代码，释放监视器，通过5号门退出监视器；还有可能等待某个条件的出现，于是它会通过3号门到Wait Set(等待区)休息，直到相应的条件满足后再通过4号门进入重新获取监视器再执行。
注意：当一个线程释放监视器时，在入口区和等待区的等待线程都会去竞争监视器，如果入口区的线程赢了，会从2号门进入；如果等待区的线程赢了会从4号门进入。只有通过3号门才能进入等待区，在等待区中的线程只有通过4号门才能退出等待区，也就是说一个线程只有在持有监视器时才能执行wait操作，处于等待的线程只有再次获得监视器才能退出等待状态。
对象锁
JVM中的一些数据，比如堆和方法区会被所有线程共享。JAVA中每个对象和类实际上都一把锁与之相关联，对于对象来说，监视的是这个对象的实例变量，对于类来说，监视的是类变量，如果一个对象没有实例变量，就什么也不监视。当虚拟机装载类时，会创建一个Class类的实例，锁住一个类实际上锁住的是这个类对应的Class类的实例。对象锁是可重入的，也就是说对一个对象或者类上的锁可以累加。
在JAVA中有两种监视区域：同步方法和同步块，这两种监视区域都和一个引入对象相关联，当到达这个监视区域时，JVM就会锁住这个引用对象，不论它是怎么离开的，都会释放这个引用对象上的锁。JAVA程序员不能自己加对象锁，对象锁是JVM内部机制，只需要编写同步方法或者同步块即可，操作监视区域时JVM会自动帮你上锁或者释放锁。
同步语句
要建立一个同步语句，只需要在相关语句加上synchronized关键字就可以，例如下面的incr方法，如果没有获得当前对象(this)的锁，在同步块内的语句是不会执行的，如果不是this引用，而是用另一个对象的引用，需要获得对应对象的锁同步块才会执行，如果用表达式获得对Class对象实例的引用，就需要锁住那个类。
void incr() {
synchronized (this) {
i++;
}
}
以下是incr方法生成的字节码序列：
void incr();
Code:
0: aload_0 //将this引用压栈
1: dup //复制栈顶元素
2: astore_1 //出栈并将this引用存放在局部变量1中
3: monitorenter //出栈并获取对象锁
4: aload_0 //将this引用压栈
5: dup //复制栈顶元素
6: getfield #17 //获取i的值
9: iconst_1 //常数1入栈
10: iadd //将i+1的结果入栈
11: putfield #17 //将i的值存入this中
14: aload_1 //将this引用压栈
15: monitorexit //弹出this引用释放对象锁
16: goto 22 //返回
19: aload_1 //19-22如果抛出，释放对象锁
20: monitorexit
21: athrow
22: return
Exception table:
from to target type
4 16 19 any
19 21 19 any
字节码的第3行从栈顶中获取对象锁，对象锁获取成功后才后执行后面的add操作，第15行释放获取的对象锁。注意：字节码中出现了异常表，是用于确保加锁的对象被释放，即使从同步语句块中抛出异常，也会释放对象锁，不然有可能导致死锁。
同步方法
要建立同步方法，只需要在方法修饰符前加上synchronized关键字，类似代码如下：
synchronized void incr() {
i++;
}
生成的字节码序列如下：
synchronized void incr();
Code:
0: aload_0 //this引用压栈
1: dup //复制栈顶元素
2: getfield #2 //获取i的值
5: iconst_1 //将常量1入栈
6: iadd //i+1入栈
7: putfield #2 //将i的值存入this中
10: return //返回
可见，JVM并没有使用moniterenter和moniterexit等指令，查看class文件在方法表中可以看到有0020出现，这是incr方法的访问标志（access flag）：ACC_SYNCHRONIZED,顾名思义在说incr是一个线程同步方法。当JVM发现这是一个同步方法时，就会在这个对象或者类上获取锁，退出方法时会释放这个锁。两段字段码除了调用指令不同，还有一个区别是同步方法可以没有异常表，实际上JVM隐式地做了异常处理。
优缺点：
synchronized是通过软件（JVM）实现的，简单易用，即使在JDK5之后有了Lock，仍然被广泛地使用。
synchronized实际上是非公平的，新来的线程有可能立即获得监视器，而在等待区中等候已久的线程可能再次等待，不过这种抢占的方式可以预防饥饿。
synchronized只有锁只与一个条件（是否获取锁）相关联，不灵活，后来Condition与Lock的结合解决了这个问题。
多线程竞争一个锁时，其余未得到锁的线程只能不停的尝试获得锁，而不能中断。高并发的情况下会导致性能下降。ReentrantLock的lockInterruptibly()方法可以优先考虑响应中断。 一个线程等待时间过长，它可以中断自己，然后ReentrantLock响应这个中断，不再让这个线程继续等待。有了这个机制，使用ReentrantLock时就不会像synchronized那样产生死锁了。