synchronized锁升级

在 Java SE 1.6中， 锁 一共有 4 种状 态 ， 级别 从低到高依次是：无 锁 状 态 、偏向 锁 状 态 、 轻 量 级锁 状 态和重量 级锁 状 态 ， 这 几个状 态 会随着 竞 争情况逐 渐 升 级 。 锁 可以升 级 但不能降 级 ，意味着偏

向 锁 升 级 成 轻 量 级锁 后不能降 级 成偏向 锁 。

1、偏向锁

大多数情况下， 锁 不 仅 不存在多 线 程 竞 争，而且 总 是由同一线 程多次 获 得， 为 了 让线 程 获 得 锁 的代价更低而引入了偏向 锁 。当一个 线程访问同步块并获取锁时，会在对象头和栈帧中的锁记录里存储锁偏向的线程ID ，以后 该线 程在 进 入和退出 同步块时 不需要 进 行 CAS 操作来加 锁 和解 锁 ，只需 简单 地 测试 一下 对 象 头 的 Mark Word 里是否 存储 着指向当前 线 程的偏向 锁 。如果 测试 成功，表示 线 程已 经获 得了 锁 。如果 测试 失 败 ， 则 需 要再测试 一下 Mark Word 中偏向 锁 的 标识 是否 设 置成 1 （表示当前是偏向 锁 ）：如果没有 设 置， 则 使用CAS 竞 争 锁 ；如果 设 置了， 则尝试 使用 CAS 将 对 象 头 的偏向 锁 指向当前 线 程。

2、轻量级锁

（1）轻量级锁加锁
线程在执行同步块之前，JVM会先在当前线程的栈桢中创建用于存储锁记录的空间，并将对象头中的Mark Word复制到锁记录中，官方称为Displaced Mark Word。然后线程尝试使用CAS将对象头中的Mark Word替换为指向锁记录的指针。如果成功，当前线程获得锁，如果失
败，表示其他线程竞争锁，当前线程便尝试使用自旋来获取锁。
（2）轻量级锁解锁
轻量级解锁时，会使用原子的CAS操作将Displaced Mark Word替换回到对象头，如果成功，则表示没有竞争发生。如果失败，表示当前锁存在竞争，锁就会膨胀成重量级锁

 从图中可以看出，所标志位是00代表轻量级锁，轻量级锁又称自旋锁、无锁（存在歧义尽量不要用此称）；标志位是10代表重量级锁；标志位是11代表GC回收；标志位是001代表无锁状态，101代表是偏向锁

锁升级的过程

偏向锁直接调用wait()方法-->重量级锁

匿名偏向--->偏向锁：在synchronized()-->synchronized(o)

偏向锁自旋锁都是用户空间完成；重量级锁是需要向内核申请

当一个线程访问同步块并获取锁时，会在对象头和栈帧中的锁记录里存储锁偏向的线程ID，从无锁状态升级为偏向锁---->出现竞争，另一个进程争抢资源，就会撤销原来的偏向锁，两个进程开始竞争把对象头中的Mark Word替换为各自的LR指针，一个成功则另一个自旋等待--->当有线程超过10次自旋，-XX:PreBlockSpin，或者自旋线程数超过CPU核数的一半时，锁就会膨胀成重量级锁。在1.6之后，加入自适应自旋Adapative Self Spinning , 由JVM自己控制何时膨胀为重量级锁

为什么有轻量级锁还要有重量级锁？

自旋是消耗CPU资源的，如果锁的时间长，或者自旋线程多，CPU会被大量消耗，重量级锁会把自旋的那些进程，放到WaitSet等待队列，不需要消耗CPU，等待调用

偏向锁是否一定比自旋锁效率高？不一定

不一定，在明确知道会有多线程竞争的情况下，偏向锁肯定会涉及锁撤销，这时候直接使用自旋锁效率更高。所以在JVM启动过程，会有很多线程竞争（明确)，所以默认情况启动时不打开偏向锁，过一段儿时间再打开-XX:BiasedLockingstartupDelay=o （一段时间应该是4s）【偏向锁未启动】