简介

synchronized锁共有偏向锁、轻量级锁、重量级锁三种类型，而这三种类型的加锁方式都是相同的，写代码时不用考虑加哪种锁。使用锁时对象首先会变为偏向锁状态，当有其它线程获取锁时会升级为轻量级锁（没有竞争锁），若有线程竞争锁时，直接升级为重量级锁。

一、偏向锁

当创建对象时该对象的对象头状态会变成偏向锁状态（即使不加synchronized也是默认偏向锁状态），即Biased状态。thread指向偏向的线程，当有线程再次获取锁时，会判断是否为偏向的线程，如果是就可以直接执行同步代码块的内容。若不是，偏向锁升级为轻量级锁。

优点：加锁和释放锁的过程比较耗时，偏向锁不需要频繁的加锁和释放锁。

注意：1、当开启偏向锁时(默认开启)，创建一个对象，对象的Mark Word为偏向锁状态，偏向锁是默认延迟的，不会在程序启动时立即生效（几秒后才生效）。
2、当禁用偏向锁时，新创建的对象为普通状态，即使该对象被synchronized修饰，也不会变为偏向锁状态。
3、如果对象调用hashcode方法，会自动禁用偏向锁，是因为偏向锁的对象头中没办法存储hashcode，而轻量级锁和重量级锁的hashcode都存放在获得锁的线程中的栈帧中，当释放锁时会将hashcode、age等数据恢复给锁对象，对象头状态恢复为普通状态。

二、轻量级锁

1、概念

轻量级锁和偏向锁加锁方式一样，当偏向锁被其它线程获取时(未发生竞争)，会自动升级为轻量级锁。

2、轻量级锁的加锁和释放锁的过程：

每个线程的栈帧都会包含一个锁记录，内部可以存储锁对象的Mark Word，如下图：

当Thread-0获取锁时，会将锁记录中的Object reference指向锁对象，并尝试用cas修改锁对象中的Mark Word，并将Mark Word的值存放在锁记录中，如果修改成功，如下：

这样的话锁对象的最后两位就是 00 表示加了轻量级锁。上述是cas操作成功的情况，什么情况下cas操作会失败呢？

情况一：其它线程已经持有了该对象的锁，表名此时发生了锁的竞争，轻量级锁会膨胀为重量级锁。

情况二：自己执行了synchronized的锁重入，那么再添加一条Lock Record作为重入的记数，如下图：

当退出synchronized代码块（解锁）时，如果有取值为null的锁记录时，表示有重入，这时重置锁记录，表示重入次数减1。当锁记录不为null时，会使用cas将Mark Word值恢复给对象。

注意：轻量级解锁过程中，cas将Mark Word的值恢复给锁对象时，如果此时锁已经膨胀为重量级锁，恢复会失败，即解锁失败，此时会走解重量级锁的流程，参照下文。

三、重量级锁

概念：

当线程竞争锁时会将锁膨胀为重量级锁。

重量级锁加锁过程：

假如线程0获得了轻量级锁，未释放锁时线程1尝试获取锁，此时轻量级锁膨胀为重量级锁，如下图：

线程1加锁时发现，该对象的锁已经被别的线程持有，且锁状态为轻量级锁（后两位为00）这时线程1会为锁对象申请Monitor锁，让锁对象的Mark Word指向Monitor的地址，线程1进入Monitor的Entrylist中，进入阻塞状态，如下图：

重量级锁释放锁过程：

当线程0进入释放锁时，使用cas将Mark Worked的值恢复给锁对象时，失败，会进入重量级锁的解锁过程，即按照Monitor地址，设置Owner为null，并唤醒阻塞队列中的线程。

注意：在重量级锁中，Object原来的Mark Word值会存放在Monitor中，当解锁时，Monitor会将Mark Word的值恢复给锁对象。

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