synchronized 的锁升级策略

Java 中的 synchronized 关键字是一种内置锁（也称为监视器锁），用于保护共享资源的并发访问。在 JVM 中，synchronized 锁的状态分为四种级别，即无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态和重量级锁状态。当线程请求一个 synchronized 锁时，JVM 会根据当前锁的状态进行锁升级，以提高并发效率和减少系统开销。

锁升级策略如下：

1. 无锁状态：当没有线程请求锁时，锁处于无锁状态。

2. 偏向锁状态：当只有一个线程请求锁时，JVM 会将锁升级为偏向锁状态。此时，JVM 会给锁关联一个线程 ID，表示这个锁被这个线程占用。这样，当这个线程再次请求锁时，JVM 可以快速地判断该锁是否被该线程占用，从而避免了锁的竞争。

3. 轻量级锁状态：当有多个线程请求锁时，JVM 会将锁升级为轻量级锁状态。在这种状态下，JVM 会使用 CAS 操作来尝试获取锁，如果获取成功，则说明该锁没有竞争，可以直接占用。如果获取失败，则说明该锁有竞争，需要升级为重量级锁状态。

4. 重量级锁状态：当多个线程竞争一个锁时，JVM 会将锁升级为重量级锁状态。在这种状态下，JVM 会将锁的状态保存在操作系统内核中，并使用操作系统提供的互斥量来保证锁的安全性。

锁升级的过程是自动进行的，开发者不需要手动干预。这种锁升级策略可以有效地提高并发效率和减少系统开销，但在极端情况下，也可能造成性能问题。

相关问题

synchronized 轻量级锁比重量级锁先获取到锁吗

### Java `synchronized` 下轻量级锁与重量级锁的获取顺序

在Java中，`synchronized`关键字用于实现同步控制，确保同一时刻只有一个线程能够执行特定代码段。对于锁的获取过程，存在不同级别的锁机制，即轻量级锁和重量级锁。

#### 锁的状态转换
对象头中的Mark Word记录着锁的信息，在初始状态下为无锁状态。当第一个线程尝试获取锁时，会先检查是否已加锁以及是否有其他线程持有此锁。如果没有，则通过CAS操作快速设置锁标志位并关联上当前线程ID，形成轻量级锁[^1]。

public class SyncExample {
    private final Object lock = new Object();

    public void syncMethod() {
        synchronized (lock) { // 尝试获得轻量级锁
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " acquired the lock");
        }
    }
}

一旦有第二个线程试图访问已被占用的对象锁，此时无法直接取得轻量级锁，便会触发锁膨胀至重量级锁的过程。具体来说：

- **轻量级锁阶段**：新来的线程会在自己的栈帧内创建Lock Record结构体，并利用CAS指令去替换目标对象头部指向自己记录副本的位置。成功则意味着获得了锁所有权；失败说明已有其它活动线程正在争夺相同资源。

- **重量级锁阶段**：若多次自旋仍未获准进入临界区（通常是因为长时间的竞争），那么将会进一步升级成重量级锁模式。这时操作系统介入调度管理这些等待中的线程，采用传统的阻塞/唤醒策略处理它们之间的互斥关系[^4]。

因此，在`synchronized`作用范围内，默认情况下首先是争取成为轻量级锁，只有遇到冲突才会逐步演变为更重形式的锁形态——重量级锁。