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[synchronized 底层原理？](#synchronized 底层原理？)
[synchronized 锁升级流程：](#synchronized 锁升级流程：)
[2. 偏向锁（单线程无竞争）](#2. 偏向锁（单线程无竞争）)
[3. 轻量级锁（自旋锁，短时间、轻度竞争）](#3. 轻量级锁（自旋锁，短时间、轻度竞争）)
[自适应自旋（JDK 1.6+）](#自适应自旋（JDK 1.6+）)
[4. 重量级锁（高竞争、长持有）](#4. 重量级锁（高竞争、长持有）)
[JDK 15 以前（经典路径）](#JDK 15 以前（经典路径）)
[JDK 15+（现代 JVM，已废弃偏向锁）](#JDK 15+（现代 JVM，已废弃偏向锁）)
[1. 偏向锁（Biased Lock）](#1. 偏向锁（Biased Lock）)
[2. 轻量级锁（Lightweight Lock）](#2. 轻量级锁（Lightweight Lock）)
[3. 重量级锁（Heavyweight Lock）](#3. 重量级锁（Heavyweight Lock）)
synchronized 底层原理？
synchronized是Java提供的原子性内置锁，这种内置的并且使用者看不到的锁也被称为监视器锁
一个同步块里只有一个锁对象，然后里面的线程都想要使用这个对象，想要使用的都执行monitorenter命令都在enterList里面争抢锁 ，成功的就计数器加1，失败的就继续在enterList 里面等待，等锁释放了就monitorexist计数器-1，当线程执行wait方法释放锁后会进入waitList队列
synchronized 锁升级流程：
无锁→偏向锁→轻量级锁→重量级锁
这个机制的核心在于对象头中的Mark Word，它会根据锁状态存储不同的信息，通过其中的锁标志位来标识当前锁处于什么状态。
无锁：
当一个对象刚创建出来的时候，没有线程访问他 ，并且mark word里面存储的是他的hashcode、分代年龄等信息，锁标志位是0、1，偏向锁位是0，如果使用了hashcode方法，就不能升级到偏向锁，因为偏向锁需要用Mark word的空间来存储当前线程ID，hashcode也要占用这一部分，冲突了
偏向锁：
2. 偏向锁（单线程无竞争）
- 当第一个线程 进入同步块时，锁升级为偏向锁。
- 通过 CAS 操作 将线程 ID 记录到对象头
Mark Word中。 - 锁标志位保持 01 ，偏向标志位改为 1。
- 该线程再次进入 同步块时，只需判断
Mark Word中的线程 ID 是否是自己，无需加锁 / 解锁，效率极高。
偏向锁撤销
- 当第二个线程 尝试竞争锁时，偏向锁立即撤销。
- 撤销需要到达安全点，暂停原线程，判断是否仍在同步块中，然后清除偏向标记。
- 偏向锁撤销开销较大，竞争一旦出现，就会升级到轻量级锁。
JDK 15+ 默认禁用偏向锁，JDK 18+ 彻底废弃，现代 JVM 锁升级路径： 无锁 → 轻量级锁 → 重量级锁
3. 轻量级锁（自旋锁，短时间、轻度竞争）
偏向锁撤销后，进入轻量级锁阶段：
- 线程在自己栈帧 中创建锁记录（Lock Record）。
- 将对象头的
Mark Word复制到锁记录中。 - 使用 CAS 操作 尝试将对象头的
Mark Word替换为指向锁记录的指针。 - 如果 CAS 成功，当前线程获取轻量级锁 ，锁标志位变为 00。
轻量级锁竞争
- 如果 CAS 失败，说明有其他线程竞争。
- 当前线程开始自旋，循环重试 CAS 尝试获取锁。
- 自旋是用 CPU 时间换避免线程阻塞 的开销，适合锁执行时间很短的场景。
自适应自旋（JDK 1.6+）
- JVM 会根据历史自旋成功率动态调整自旋次数。
- 上次成功 → 自旋更久；上次失败 → 快速放弃。
4. 重量级锁（高竞争、长持有）
当自旋达到阈值仍未获取锁，或出现多线程同时竞争 时： 轻量级锁膨胀为重量级锁。
- 锁标志位变为 10。
Mark Word指向 Monitor（监视器锁） 对象。- 未获取锁的线程进入 EntryList 阻塞排队。
- 依赖操作系统 Mutex 互斥量 实现。
- 线程阻塞 / 唤醒需要 用户态 ↔ 内核态切换，开销最大。
优点：竞争激烈、锁持有时间长时，比自旋更节省 CPU。
最终锁升级路径（标准总结）
JDK 15 以前（经典路径）
无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁
JDK 15+（现代 JVM，已废弃偏向锁）
无锁 → 轻量级锁 → 重量级
锁升级核心思想
根据线程竞争程度，自动选择成本最低的锁机制： 无竞争用偏向锁，轻度竞争用轻量级锁，高竞争用重量级锁。 用复杂度换性能，让 synchronized 在各种场景都高效。
偏向锁、轻量级锁、重量级锁各自原理和适用场景？
1. 偏向锁（Biased Lock）
原理
- 锁一开始偏向第一个获取它的线程。
- 在对象头
Mark Word里记录线程 ID。 - 下次这个线程再进来，不需要 CAS、不需要抢锁，直接判断 ID 是不是自己，是就直接进同步块。
- 锁标志位：01，偏向位 = 1
- 一旦出现第二个线程竞争，偏向锁立刻撤销，升级为轻量级锁。
特点
- 无锁开销、最快
- 只服务一个线程
- 撤销偏向锁的成本很高
适用场景
只有一个线程反复进入同步块，完全无竞争。
2. 轻量级锁（Lightweight Lock）
原理
- 线程在自己栈帧 中创建锁记录（Lock Record）。
- 用 CAS 尝试把对象头的
Mark Word替换成指向锁记录的指针。 - CAS 成功 = 加锁成功
- CAS 失败 = 线程开始自旋，循环重试
- 锁标志位：00
特点
- 不阻塞、不进入内核态
- 自旋消耗 CPU，但避免线程切换开销
- 竞争变激烈就膨胀为重量级锁
适用场景
多个线程交替访问同步块，轻度竞争，锁执行时间非常短。
3. 重量级锁（Heavyweight Lock）
原理
- 依赖 操作系统 Mutex 互斥锁
- 对象头
Mark Word指向 Monitor - 抢不到锁的线程进入 EntryList 阻塞
- 阻塞 / 唤醒需要 用户态 ↔ 内核态切换
- 锁标志位：10
特点
- 线程会阻塞，不消耗 CPU
- 切换成本最高、最慢
- 最稳定、最安全
适用场景
竞争激烈，锁执行时间长，多线程同时争抢。
总结
偏向锁
原理 ：锁偏向第一个线程，记录线程 ID，无竞争无需加锁。 场景：单线程重复访问，无竞争。
轻量级锁
原理 ：使用 CAS + 自旋尝试获取锁，不阻塞。 场景：线程交替访问，锁执行时间短。
重量级锁
原理 ：依赖操作系统互斥量，线程阻塞排队。 场景：高竞争、锁执行时间长。
