鎖升級過程就是鎖優(yōu)化
在JDK最開始的時候synchronized屬于重量級的鎖佑刷，每次加鎖都是通過操作系統(tǒng)來申請鎖，所以會造成synchronized的效率比較低，尤其是隨著時代的發(fā)展，多線程高并發(fā)越來越多杖剪，synchronized效率低的缺點就越來越明顯，所以jdk對它進行了優(yōu)化驰贷，不再是一開始就向操作系統(tǒng)申請鎖盛嘿，分成偏向鎖 - 輕量級鎖 - 重量級鎖三個過程。
要講鎖升級首先回顧一個知識點括袒，synchronized實際上是對對象加鎖的過程（鎖一段代碼則需指定對象次兆，如果鎖方法，普通方法鎖的是方法的對象锹锰，靜態(tài)方法則是這個方法所在類的calss對象）芥炭，在對象頭的mark word中最低的三位代表鎖狀態(tài)漓库，其中1位是偏向鎖位，兩位是普通鎖位园蝠，具體如下圖：
這次主要關注mark word的后三位的變化渺蒿，根據變化我們可以得出實際上對象的鎖狀態(tài)可以分成無鎖、偏向鎖砰琢、輕量級鎖蘸嘶、重量級鎖4個狀態(tài)良瞧，GC過程中有對對象的鎖降級陪汽。
那么接下來就看看鎖是如何升級的，首先最開始對象是無鎖狀態(tài)褥蚯，當一個線程準備對這個對象加鎖前驗證這三個字節(jié)發(fā)現了無鎖狀態(tài)挚冤，把對象是否偏向設置為1，鎖標志位還是01赞庶，并把markword的線程ID改為當前線程ID训挡，此時對象處于偏向鎖狀態(tài)。
一個線程繼續(xù)對該該對象加鎖歧强，發(fā)現是偏向鎖狀態(tài)澜薄，判斷偏向鎖線程是否是這個線程，如果是則是直接進入摊册，如果偏向線程不是當前線程肤京，也就是存在鎖競爭，那么就撤銷偏向鎖茅特，升級為輕量級鎖忘分。
輕量級鎖實現方式是各個線程在自己的線程棧生成LockRecord ，用CAS操作將markword設置為指向自己這個線程的LockRecord的指針白修，設置成功者得到鎖妒峦，沒有成功的將繼續(xù)使用CAS一直循環(huán)直到成功，所以輕量級鎖也叫自旋鎖兵睛。
JDK自旋有默認最大值是10次肯骇，JDK6對自旋鎖進行了優(yōu)化，自旋的時間不再是固定的祖很，而是由前一次在同一個鎖上的自旋時間及鎖的擁有者的狀態(tài)來決定的笛丙，比如當前線程在剛剛成功獲取過自旋鎖，那么虛擬機就會認為這次自旋也很有可能會成功突琳，那么循環(huán)次數就可以多進行幾次若债，這就叫自適應自旋。有了自適應自旋就不用我們設置最大循環(huán)次數拆融，由JVM監(jiān)控動態(tài)設置蠢琳。
自旋鎖有個缺點就是等待的線程仍然在自旋運行啊终，如果自旋的次數太多或者自旋等待的線程太多會造成CPU消耗過大，這種情況反而不如向操作系統(tǒng)來申請鎖傲须，阻塞其他線程蓝牲。所以在這種情況下鎖會升級成重量級鎖，沒有獲取到鎖的現在直接在系統(tǒng)級別被掛起泰讽，直到系統(tǒng)釋放鎖喚醒這些掛起的線程例衍，這些線程再次搶鎖。
鎖的升級過程畫了一個簡單的圖便于理解以上內容已卸，如下圖：
不重要的兩個鎖優(yōu)化
還有兩個不重要的鎖優(yōu)化還是要了解了解的佛玄。
第一個是鎖消除：當一段代碼中加了鎖，但是通過JVM分析他是線程安全的累澡，那么JVM會把鎖去掉梦抢。比如方法中一段代碼有加鎖，但是經過分析不會出現線程安全的問題愧哟，那么JVM就會把鎖給消除奥吩。
第二個是鎖粗化：當JVM檢測到一段連續(xù)的多次操作都在對同一個對象多次加鎖，那么JVM可能會優(yōu)化成對這整段加一個鎖蕊梧，沒有把加鎖的操作分的那么細霞赫，所以叫鎖粗化。
具體代碼案例如下圖:
總結
鎖升級主要分為偏向鎖 - 輕量級鎖 - 重量級鎖三層肥矢。
偏向鎖端衰、輕量級鎖是在Java內部的優(yōu)化，屬于所謂的用戶態(tài)橄抹，而重量級鎖則是向操作系統(tǒng)申請靴迫，屬于內核態(tài)。
在鎖競爭不激烈的時候由jvm自己解決肯定性能是最好的楼誓，但是jvm通過自旋方式解決會消耗CPU性能玉锌，所以在鎖競爭激烈的情況下重量級鎖性能更好。
鎖升級是機制層面的優(yōu)化疟羹，而鎖消除和鎖粗化則是jvm對代碼層面的優(yōu)化主守。
