synchronized锁升级原因

在Java中，锁有两种状态：无锁状态和重量级锁状态。在无锁状态下，线程间的切换不需要操作系统的介入，只需要通过CAS（Compare And Swap）操作即可完成，并且CAS操作是非常快速的。但是，在某些情况下，如果线程竞争锁的时间过长，则会导致性能下降。

为了解决这个问题，Java引入了锁升级机制。当线程竞争锁的时间超过某个阈值时，锁会从无锁状态升级为偏向锁状态。偏向锁是一种针对单线程的优化，它将锁的信息记录在对象头中，并且只有第一次获取锁时需要CAS操作，之后再次获取锁时就不需要CAS操作了。

如果有多个线程竞争锁，偏向锁会升级为轻量级锁。轻量级锁的实现方式是，通过CAS操作将对象头中的锁信息替换为指向锁记录的指针，锁记录中包含了获取锁的线程ID和指向对象头的指针。如果CAS成功，则表示当前线程获取了锁，如果CAS失败，则表示锁已经被其他线程获取了，此时锁会升级为重量级锁。

重量级锁的实现方式是，使用操作系统的互斥量（Mutex）来实现锁，这种锁操作需要操作系统介入，会导致线程的上下文切换，因此性能会有所下降。因此，在使用synchronized锁时，应该尽量避免锁的升级，减少锁的竞争时间，提高程序的性能。