【锁】---JVM锁原理

最常见的Synchronized，它有三种方式加锁：方法锁，对象锁synchronized(this)，类锁synchronized(Demo.Class)。
这三种锁在进入同步代码前都是要获取类的实例或对象的锁。这些对象底层原理是怎么？为什么能达到锁的理念？

一、对象头

一个对象在内存存储分为三块区域：对象头(header)、实例数据、对齐填充。其中，对象头就是上锁的关键，一般取锁，就是给对象上锁，改变对象头的状态，上锁成功，才能进入同步代码块。

普通对象包括Mark word、class word；
数组对象包括Mark word、class word、数组长度；
对象头的mark word：用于存储对象自身的运行时数据，如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程 ID、偏向时间戳等等。

二、偏向锁、轻量级锁、重量级锁过程

以synchronized为例，实际线程竞争资源就是锁升级的过程。

1、锁升级的原理

第一个线程进入，JVM在栈帧中建立一个lock record锁记录空间；
拷贝对象头信息进入lock record锁记录中；
JVM使用CAS操作将对象mark word指向lock record【让锁的线程持有者获取执行线程】，同时让lock record的owner指针指向mard word【该线程获得锁】；
设置更新成功，此时锁是只有一个执行线程占用，属于偏向锁；设置更新失败，先检验lock record的owner指针是否指向mard word：
(A)不是，如果有另一个线程来尝试获取锁，发现设置更新失败，此时锁升级为轻量级锁；再有其他的线程竞争，锁再次升级为重量级锁；
(B)是如果是同一个执行线程再次进入，检验发现lock record的owner指针指向mard word，当前执行线程继续进入同步代码块【重入锁原理】。

因此，
偏向锁：JVM默认的是偏向锁，可以配置。偏向第一个访问的线程，始终是只有一个线程占用。
轻量级锁：有第二个线程来竞争资源，那么升级为轻量级锁。
重量级锁：有更多的线程竞争资源，此时升级为重量级锁。