synchronized 底层原理：Monitor、对象头、Mark Word 与锁升级

未若君雅裁2026-06-03 12:15

synchronized 是 Java 并发里绕不开的一道坎。

它表面上很简单，给方法或代码块加个关键字，就能保证同一时刻只有一个线程进入临界区。但面试官真正想听的不是"它能加锁"，而是你能不能讲清楚：这把锁到底锁在哪里，线程没抢到锁去了哪里，为什么还会有偏向锁、轻量级锁、重量级锁这些说法。

synchronized 先解决什么问题

看一个抢票例子：

java 复制代码 
public class TicketDemo {
    static final Object lock = new Object();
    int ticketNum = 10;

    public void getTicket() {
        synchronized (lock) {
            if (ticketNum <= 0) {
                return;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                    + " 抢到一张票, 剩余:" + ticketNum);
            ticketNum--;
        }
    }
}

ticketNum-- 不是一个原子操作。它至少包含读取、计算、写回几个动作。多个线程同时进来时，就可能出现重复扣减、超卖这类问题。

synchronized 的核心作用就是互斥：同一时刻最多只有一个线程持有某个对象锁，进入对应的同步代码块。
#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv p{margin:0;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .label text,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .node rect,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .node circle,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .node ellipse,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .node polygon,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .rough-node .label text,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .node .label text,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .image-shape .label,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .rough-node .label,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .node .label,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .image-shape .label,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .icon-shape,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .icon-shape p,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-DqklKVSWpspxommv :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 能
不能
多个线程进入 getTicket
能否拿到 lock 对象锁
进入 synchronized 代码块
检查库存并扣减
退出代码块释放锁
阻塞等待
等待线程重新竞争锁

字节码里怎么体现

如果是同步代码块，编译后会看到 monitorenter 和 monitorexit 指令。

java 复制代码 
public class SyncTest {
    static final Object lock = new Object();
    static int counter = 0;

    public static void main(String[] args) {
        synchronized (lock) {
            counter++;
        }
    }
}

大致可以理解成：

text 复制代码 
monitorenter
    counter++
monitorexit

如果代码块中抛了异常，也要释放锁，所以字节码里通常会有异常路径对应的 monitorexit。

同步方法不一定直接出现这两个指令，它会在方法访问标志上加 ACC_SYNCHRONIZED。但底层思想一样，都是进入方法前获取 monitor，退出方法时释放 monitor。

Monitor 是什么

每个 Java 对象都可以关联一个 Monitor。Monitor 可以粗略理解成 JVM 里的监视器对象，重量级锁就是基于它实现的。

Monitor 里最重要的三个区域：

结构 作用
Owner 当前持有锁的线程，只能有一个
EntryList 没抢到锁、处于 BLOCKED 的线程
WaitSet 调用了 wait()、处于 WAITING 的线程

#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY p{margin:0;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .label text,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .node rect,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .node circle,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .node ellipse,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .node polygon,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .rough-node .label text,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .node .label text,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .image-shape .label,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .rough-node .label,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .node .label,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .image-shape .label,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .icon-shape,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .icon-shape p,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-OfUu4hlmJ9UjVIxY :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} Java 对象
关联 Monitor
Owner: 当前持锁线程
EntryList: 等锁线程
WaitSet: wait 等待线程
Thread-1
Thread-2 / Thread-3
Thread-4

这也解释了 BLOCKED 和 WAITING 的区别：

BLOCKED 是线程还没拿到 synchronized 的锁，在 EntryList 里等。

WAITING 是线程已经拿到过锁，但主动调用了 wait()，释放锁后进入 WaitSet 等别人唤醒。

对象头和 Mark Word

锁信息不是凭空挂在对象上的。HotSpot 虚拟机里，对象内存布局大致分三块：

  1. 对象头。
  2. 实例数据。
  3. 对齐填充。

对象头里有一块很关键，叫 Mark Word。它会根据对象状态存储不同信息，比如 hashcode、分代年龄、锁标志位、偏向线程 ID、指向锁记录的指针、指向 Monitor 的指针等。
#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M p{margin:0;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .label text,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .node rect,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .node circle,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .node ellipse,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .node polygon,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .rough-node .label text,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .node .label text,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .image-shape .label,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .rough-node .label,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .node .label,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .image-shape .label,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .icon-shape,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .icon-shape p,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-ZsqZIpnbOcji4d8M :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} Java 对象
对象头 Header
实例数据 Instance Data
对齐填充 Padding
Mark Word
Klass Word
hashcode / age
锁标志位
线程 ID 或 Monitor 指针

当对象处于重量级锁状态时，Mark Word 里会保存指向 Monitor 的指针。

为什么要有锁升级

早期直接用 Monitor 加锁，逻辑简单，但成本比较高。因为重量级锁涉及用户态和内核态切换、线程阻塞和唤醒，竞争不激烈时有点浪费。

JDK 1.6 之后，HotSpot 引入了多种锁优化。常见说法是：

  1. 偏向锁。
  2. 轻量级锁。
  3. 重量级锁。

这三种锁对应的场景不同：

锁状态 适合场景 核心思路
偏向锁 很长时间只有同一个线程使用锁 第一次记录线程 ID，后面同线程进入尽量不做 CAS
轻量级锁 多个线程交替进入，但没有激烈竞争 用线程栈中的 Lock Record 和 CAS 竞争
重量级锁 多线程同时激烈竞争 膨胀为 Monitor，没抢到的线程阻塞

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否
是
否
出现竞争
CAS 失败 / 竞争加剧
对象初始可偏向或无锁
是否只有同一线程反复进入
偏向锁
是否存在交替访问但竞争不激烈
轻量级锁
重量级锁 Monitor

补一个版本细节：OpenJDK 的 JEP 374 在 JDK 15 中把偏向锁默认禁用，并废弃相关命令行参数。也就是说，偏向锁仍然是理解老资料和 HotSpot 锁优化的重要概念，但在较新的 JDK 上不要默认认为它一定启用。参考：JEP 374。

轻量级锁怎么加锁

轻量级锁不是"不加锁"，而是用更轻的方式尝试避免线程阻塞。

大概流程是：

  1. 线程进入同步块时，在自己的栈帧里创建 Lock Record。
  2. Lock Record 指向锁对象。
  3. 线程用 CAS 尝试把对象头 Mark Word 替换成 Lock Record 的地址。
  4. CAS 成功，说明拿到轻量级锁。
  5. CAS 失败，如果是自己重入，记录重入；如果是其他线程竞争，就可能膨胀成重量级锁。

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失败且当前线程已持有
失败且其他线程竞争
线程进入 synchronized
栈帧创建 Lock Record
Lock Record 指向锁对象
CAS 修改 Mark Word
获得轻量级锁
锁重入
膨胀为重量级锁

解锁时再用 CAS 把 Mark Word 恢复回去。如果恢复失败，也说明出现竞争，需要走重量级锁相关流程。

synchronized 支持重入

可重入的意思是：同一个线程已经拿到一把锁后，可以再次进入同一把锁保护的代码块。

java 复制代码 
static final Object obj = new Object();

public static void method1() {
    synchronized (obj) {
        method2();
    }
}

public static void method2() {
    synchronized (obj) {
        // 同一个线程可以再次进入
    }
}

如果锁不可重入，method1() 里调用 method2() 就会自己等自己，直接死锁。

面试怎么答

可以按这个顺序说：

synchronized 是 Java 提供的互斥同步关键字，可以修饰方法或代码块。同步代码块在字节码层面对应 monitorenter 和 monitorexit，同步方法通过方法访问标志实现。

它底层和对象的 Monitor 有关。Monitor 里有 Owner、EntryList、WaitSet。Owner 指向当前持锁线程，EntryList 保存没抢到锁而阻塞的线程，WaitSet 保存调用 wait() 后等待唤醒的线程。

对象头里的 Mark Word 会记录锁状态。为了降低重量级锁开销，HotSpot 曾做过偏向锁和轻量级锁优化：同一线程反复进入适合偏向锁，不同线程交替进入适合轻量级锁，竞争激烈时膨胀为重量级锁。

最后别忘了补一句，synchronized 是可重入的，退出同步代码块时会自动释放锁；如果讲到偏向锁，最好说明 JDK 15 起偏向锁默认禁用，避免被追问版本差异。

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