synchronized中锁是怎么升级的

在JDK1.6以前，使用synchronized就只有一种方式即重量级锁，而在JDK1.6以后，引入了偏向锁，轻量级锁，重量级锁，来减少竞争带来的上下文切换。

锁升级主要依赖对象头中的Mark Word中的锁标志位和释放偏向锁标识位。

一般的synchronized同步锁升级步骤是：偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁。

注意：锁只能升级，不能降级。

偏向锁

偏向锁，顾名思义是偏向某一个线程的锁，在该某个线程第一次成功锁时，会在对象头中存储所偏向的线程ID，如果下一次还是该线程获取锁，只需要在对象头Mark Word中去判断一下是否有偏向锁指向它的ID，大大减少了性能的消耗。

什么时候升级为轻量级锁呢？

当有另外一个线程竞争获取这个锁时，由于该锁已经是偏向锁，当发现对象头 Mark Word 中的线程 ID 不是自己的线程 ID，就会进行 CAS 操作获取锁，如果获取成功，直接替换 Mark Word 中的线程 ID 为自己的 ID，该锁会保持偏向锁状态；如果获取锁失败，代表当前锁有一定的竞争，偏向锁将升级为轻量级锁。

轻量级锁

轻量级锁是相对于重量级锁而言，轻量级锁不需要申请互斥量，只需要将Mark Word 中的部分字节CAS更新指向栈中锁记录的指针，如果更新成功，则轻量级锁获取成功，记录锁状态为轻量级锁；否则，说明已经有线程获取了轻量级锁，发生了锁竞争，轻量级锁开始自旋。

自旋锁与自适应自旋锁

自旋锁（包括自适应自旋锁）是轻量级锁在升级为重量级锁前做的最后一次挣扎。

在JDK1.6之前设置自旋锁为自旋超过十次，或者等待线程超过cpu核数的2分之一，锁升级为重量级锁；

在JDK1.6后优化为自适应的自旋锁，如果自旋超过一定次数，或者此时有第三个线程来竞争该锁时，锁升级为重量级锁。

重量级锁

重量级锁是如果多个线程同时竞争锁，只会有一个线程得到这把锁，其他线程获取锁失败，不会和轻量级锁进行自旋等待锁被释放，而是直接阻塞没有获取成功的线程。

重量级锁需要操作系统对线程状态的切换，

当锁升级为重量级锁后，未抢到锁的线程都会被阻塞，进入阻塞队列。

总结

synchronized的执行过程：

检测Mark Word里面是不是当前线程的ID，如果是，表示当前线程处于偏向锁
如果不是，则使用CAS将当前线程的ID替换Mard Word中的线程ID，如果成功则表示当前线程获得偏向锁，置偏向标志位1
如果失败，则说明发生竞争，撤销偏向锁，进而升级为轻量级锁。
当前线程使用CAS将对象头的Mark Word替换为锁记录指针，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。
如果自旋成功则依然处于轻量级状态。
如果自旋失败，则升级为重量级锁。

巴特西

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偏向锁

什么时候升级为轻量级锁呢？

轻量级锁

自旋锁与自适应自旋锁

重量级锁

总结

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