Synchronized锁的升级
Java对象头
Synchronized用的锁是存在java对象头里的。如果对象是数组，虚拟机则使用三个字宽（Word）存储对象头，如果是非数组类型则用2个字宽存储，在32位虚拟机 1个字宽=4个字节
| 锁状态 | 25bit | 4bit | 1bit | 2bit | |
|---|---|---|---|---|---|
| 23bit | 2bit | 是否是偏向锁 | 锁标志位 | ||
| 无锁状态 | 对象的hashCode | 对象分代年龄 | 0 | 01 | |
| 偏向锁 | 线程ID | EPOCH | 对象分代年龄 | 1 | 01 |
| 轻量级锁 | 指向栈中锁记录的指针 | 00 | |||
| 重量级锁 | 指向互斥量（重量级锁）的指针 | 11 | |||
| GC标记 | 空 | 01 | |||
偏向锁
偏向锁，当只有一个线程访问同步代码块并获取锁时，会在对象头和栈帧中锁记录里，存储锁偏向的线程ID，以后进入和退出时，不需要进行CAS操作来加锁或解锁。
偏向锁升级成轻量级锁
- 线程A请求锁，发现对象的MarkWord是无锁状态，尝试CAS设置为偏向锁状态，并写入线程A的ID
- 线程B也来请求锁，发现MarkWord已经是偏向锁状态，检查线程A是否存在
- 如果此时线程A已经不存在
- 将MarkWord设置为无锁状态(?)
- 尝试CAS设置为偏向锁状态，并写入线程B的ID
- 如果此时线程A存在
- 暂停线程A
- 在线程A的栈帧中创建锁记录(Lock Record)
- 将MarkWord复制到该锁记录中
- 尝试CAS更新MarkWord，指向该锁记录
- 更新锁记录的Owner指向MarkWord
- 设置MarkWord为轻量级锁状态
- 此时MarkWord与DisplacedMarkWord存储了相同的内容
- 继续执行线程A
- 线程B自旋来获取锁
轻量级锁膨胀成重量级锁
- 线程A栈帧的锁记录已经复制了MarkWord，并且MarkWord指向了该锁记录
- 线程B来请求锁，发现MarkWord已经是轻量级锁，尝试自旋(?)
- 线程B自旋之后还是获取不到锁
- 更新MarkWord，指向重量级锁(Mutex Lock)
- 设置MarkWord为重量级锁状态
- 阻塞线程B
- 线程A尝试CAS用DisplacedMarkWord替换当前的MarkWord，CAS失败
- 释放锁
- 唤醒阻塞的线程
锁的优缺点
参考文献
java并发编程的艺术-方腾飞