synchronized原理是Java中用于实现线程同步的关键机制，它通过对共享资源的访问进行控制，以确保在同一时间只有一个线程可以访问这些资源。其主要工作原理是使用对象锁（也称为监视器锁），当一个线程获取到对象的锁时，其他线程尝试访问被锁定的资源，将会被阻塞，直到持锁线程释放锁。来说，synchronized可以通过修饰实例方法、静态方法以及代码块来实现不同的同步策略。重要的是，synchronized的使用可以有效避免多线程环境下的竞态条件，从而保证数据的一致性和完整性。
一、synchronized的工作机制
synchronized的工作机制主要依赖于Java虚拟机（JVM）的监视器（monitor）实现。当一个线程进入synchronized修饰的方法或代码块时，JVM会为该线程获取相应的锁，锁的状态会变为“占用”。而其他尝试进入该方法或代码块的线程会被阻塞，直到持锁线程完成其操作并释放锁。这样，synchronized能够确保同一时刻只有一个线程可以访问被保护的资源，从而避免了竞争条件的出现。
二、synchronized的应用场景
synchronized常用于需要保证线程安全的场景，例如在多线程环境下对共享变量的读写操作。它可以被应用于多种形式，包括实例方法、静态方法和代码块。实例方法的synchronized会锁定当前对象，而静态方法的synchronized则会锁定类的Class对象。代码块的synchronized可以灵活地指定锁对象，使得只对特定代码段进行同步，提升了性能。
三、synchronized的性能问题
尽管synchronized提供了简单的同步机制，但其性能开销也不容忽视。在高并发情况下，线程竞争会导致上下文切换频繁，进而影响整体性能。synchronized会导致线程阻塞，而阻塞的代价是非常高的。在设计多线程程序时，需要合理使用synchronized，评估是否可以通过其他方式（如使用java.util.concurrent包中的锁机制）来优化性能。
相关问答FAQs
Q1: synchronized与Lock有何不同？
A1: synchronized是Java内置的关键字，用于同步方法或代码块，使用简单，但功能较为有限。相对而言，Lock接口提供了更灵活的锁机制，例如可以尝试获取锁、可以中断等待锁的线程等，适用于更复杂的并发控制需求。
Q2: synchronized的嵌套调用会引发死锁吗？
A2: synchronized的嵌套调用不会导致死锁，因为一个线程在获取锁后可以再次获得同一个锁而不会被阻塞。这是因为Java中的对象锁是可重入的，允许同一线程多次获取同一把锁，而其他线程仍然无法获取。
Q3: 如何避免synchronized的性能问题？
A3: 避免synchronized的性能问题可以从以下几个方面入手：1）尽量缩小锁的范围，只锁定必要的代码段；2）使用读写锁（ReadWriteLock）来提高读操作的并发性；3）考虑使用其他并发工具类，例如CountDownLatch、Semaphore等，以减少对synchronized的依赖。