Java中的锁是多线程编程中重要的同步机制。在并发环境下，锁的性能和效率对系统的性能和可伸缩性至关重要。Java的锁机制在不同的场景下会采用不同的锁升级策略，从最轻量级的偏向锁到最重量级的重量级锁。本博客将深入探讨Java锁的升级过程，解释每个阶段的原理和适用场景。
在并发编程中，锁是保证线程安全的重要机制。然而，传统的锁在高并发场景下性能可能受到限制。为了解决这个问题，JUC引入了锁升级的概念，通过在运行时动态调整锁的状态，提升并发性能。前面我们分别介绍了无锁，偏向锁，轻量级锁，自旋锁，重量级锁的知识。这些其实就是JUC中对锁的优化而会转换的几种状态，也就是我们经常听到的锁升级。
重量级锁就是如果存在线程竞争，会把线程 挂起来，等其他线程释放锁后，再去唤醒挂起的线程。因为线程的挂起和唤醒需要从内核态到用户态的切换，这个切换需要操作系统的支持，性能消耗非常大。
Synchronized实现同步的方式有三种:偏向锁、轻量级锁、重量级锁。本文会从理论和代码实践两方面阐述三种锁的实现细节和原理。
知道了这 4 个部分之后，我们来验证一下底层。借助于第三方包 JOL = Java Object Layout java 内存布局去看看。很简单的几行代码就可以看到内存布局的样式：
传统的锁（也就是下文要说的重量级锁）依赖于系统的同步函数，在linux上使用mutex互斥锁，这些同步函数都涉及到用户态和内核态的切换、进程的上下文切换，成本较高。对于加了synchronized关键字但运行时并没有多线程竞争，或两个线程接近于交替执行的情况，使用传统锁机制无疑效率是会比较低的。
利用synchronized实现同步的基础：Java中的每个对象都可以作为锁。具体表现为以下形式：
用锁能够实现数据的安全性，但是会带来性能下降。 无锁能够基于线程并行提升程序性能，但是会带来安全性下降。
大家好，我是小高先生。在经过对锁的基础知识和对象头概念的学习之后，相信各位已经对锁机制有了初步的了解。在之前的文章中，我有提到过关于锁升级的概念。今天，我想和大家一起深入探讨一下什么是锁升级。借助于我们之前内容的积累，理解这一部分内容将会是轻而易举的。
老王：来了来了，小陈你准备好了吗？今天我们来讲synchronized的锁重入、锁优化、和锁升级的原理
没有优化以前，synchronized是重量级锁（悲观锁），使用 wait 和 notify、notifyAll 来切换线程状态非常消耗系统资源；线程的挂起和唤醒间隔很短暂，这样很浪费资源，影响性能。所以 JVM 对 synchronized 关键字进行了优化，把锁分为 无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁 状态。
Lock 是一种锁的机制 , 调用 lock() 方法 , 表示要对下方的代码进行加锁 , 这些代码是线程安全的 ;
JDK 1.6之前，synchronized 还是一个重量级锁，是一个效率比较低下的锁。但是在JDK 1.6后，JVM为了提高锁的获取与释放效率对synchronized 进行了优化，引入了偏向锁和轻量级锁 ，从此以后锁的状态就有了四种：无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁。并且四种状态会随着竞争的情况逐渐升级，而且是不可逆的过程，即不可降级，这四种锁的级别由低到高依次是：无锁、偏向锁，轻量级锁，重量级锁。如下图所示：
1、synchronized 的基本认识 场景：Synchronized是一个同步关键字，在某些多线程场景下，如果不进行同步会导致数据不安全，而Synchronized关键字就是用于代码同步。什么情况下会数据不安全呢，要满足两个条件：一是数据共享（临界资源），二是多线程同时访问并改变该数据。 在多线程并发编程中 synchronized 称呼为重量级锁。但是，随着 Java SE 1.6 对 synchronized 进行了各种优化之后，有些情况下它就并不那么重，Java SE 1.6 中为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗而引入的偏向锁和轻量级锁。 1.1 synchronized 有三种方式来加锁 1.1.1. 修饰实例方法，作用于当前实例加锁，进入同步代码前 要获得当前实例的锁 1.1.2. 静态方法，作用于当前类对象加锁，进入同步代码前要 获得当前类对象的锁 1.1.3. 修饰代码块，指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同 步代码库前要获得给定对象的锁。 1.2 Mark word Mark word 记录了对象和锁有关的信息，当某个对象被 synchronized 关键字当成同步锁时，那么围绕这个锁的一 系列操作都和 Mark word 有关系。Mark Word 在 32 位虚 拟机的长度是 32bit、在 64 位虚拟机的长度是 64bit。 Mark Word 里面存储的数据会随着锁标志位的变化而变化， Mark Word 可能变化为存储以下 5 中情况
最近工作中遇到由于使用偏向锁导致性能下降的案例。 趁机总结下偏向锁的概念和锁的升级过程，以及重点聊下偏向锁是否会让性能更优化。
1、都继成了AbstractStringBuilder这个抽象类，实现了CharSequence接口
synchronized 是java中常见的保证多线程访问共享资源时的安全的一个关键字。很多人在讲到synchronized 时都说synchronized 是一把重量级的锁，那么synchronized 真的很重么？
不止一次的提到过，synchronized是Java内置的机制，是JVM层面的，而Lock则是接口，是JDK层面的
1 synchronized的实现原理与应用 1.1 偏向锁和轻量级锁以及锁的存储结构和升级过程 1.1.1 实现同步的基础，Java中每一个对象都可以作为锁 a:对于普通同步方法，锁是当前实例对象。 b:对于静态同步 方法，锁是当前类的Class对象。 c:对于同步方法块，锁是synhronized 括号里配置的对象。 1..2 Java对象头： 1..2.1 synchronized 用的锁是存在Java对象头李的。 1.3 锁的升级与对比 为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗，引入了偏向所和轻量级锁。在JavaSE 1.6 中，级别从低到高依次是：无锁状态，偏向锁状态，轻量级锁状态和重量级锁状态。这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级丹不能降级。目的是为了提高获得锁和释放锁的效率。 2.1 偏向锁。使用机制：等到竞争出现才释放锁的机制。偏向所在java6和Java7里是默认启用的，如果你确定应用程序里所有的锁通常情况下处于竞争状态，可以通过JVM参数关闭偏向锁，-XX：-UseBiasedLocking=false，那么默认会进入轻量级锁状态。 2.2 轻量级锁 2.2.1 轻量级锁加锁：当前线程便尝试使用自旋来获取锁。 2.2.2 轻量级锁解锁：若果锁存在竞争，锁就会膨胀成重量级锁。因为自旋会消耗cpu，为了避免无用的自旋，比如获得锁的线程被阻塞住了，一旦锁升级为重量级锁，就不会回复到轻量级锁i，当锁处于这个状态下，卡线程视图获得锁时，都会被阻塞住。锁的优缺点对比： 偏向锁：加锁和解锁不需要额外的消耗，和执行非同步方法相比仅存在纳秒级的差距。-优点 如果线程间存在锁竞争，会带来额外的锁撤销的消耗-缺点 适用于只有一个线程访问同步快场景。-使用场 轻量级锁：竞争的线程不会阻塞，提高了程序的响应速度。 如果始终得不到锁竞争的线程，使用自旋会消耗cpu 追求响应时间 同步块执行速度非常快 重量级锁：线程竞争不适用自旋，不会消耗cpu 线程阻塞，响应时间缓慢。 追求吞吐量 同步块执行速度较长
接触过线程安全的同学想必都使用过synchronized这个关键字，在java同步代码快中，synchronized的使用方式无非有两个:
上篇文章中向大家介绍了Synchronized的用法及其实现的原理。现在我们应该知道，Synchronized是通过对象内部的一个叫做监视器锁（monitor）来实现的。但是监视器锁本质又是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock来实现的。而操作系统实现线程之间的切换这就需要从用户态转换到核心态，这个成本非常高，状态之间的转换需要相对比较长的时间，这就是为什么Synchronized效率低的原因。因此，这种依赖于操作系统Mutex Lock所实现的锁我们称之为“重量级锁”。JDK中对Synchronized做的种种优化，其核心都是为了减少这种重量级锁的使用。JDK1.6以后，为了减少获得锁和释放锁所带来的性能消耗，提高性能，引入了“轻量级锁”和“偏向锁”。
在多线程并发编程中,synchronized一般我们认为是重量级锁,但是随着JDK1.6的优化之后,在一些情况下它就不显得那么重量级了,因为在JDK1.6中为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗而引入了偏向锁跟轻量级锁。
每一个刚接触多线程并发编程的同学，当被问到，如果多个线程同时访问一段代码，发生并发的时候，应该怎么处理？
在JavaSE1.6以前，synchronized都被称为重量级锁。但是在JavaSE1.6的时候，对synchronized进行了优化，引入了偏向锁和轻量级锁，以及锁的存储结构和升级过程，减少了获取锁和释放锁的性能消耗，有些情况下它也就不那么重了。
Synchronized是通过对象内部的一个叫做监视器锁（monitor）来实现的。但是监视器锁本质又是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock来实现的。而操作系统实现线程之间的切换这就需要从用户态转换到核心态，这个成本非常高，状态之间的转换需要相对比较长的时间，这就是为什么Synchronized效率低的原因。因此，这种依赖于操作系统Mutex Lock所实现的锁我们称之为“重量级锁”。JDK中对Synchronized做的种种优化，其核心都是为了减少这种重量级锁的使用。JDK1.6以后，为了减少获得锁和释放锁所带来的性能消耗，提高性能，引入了“轻量级锁”和“偏向锁”。
Java对象头是synchronized实现的关键，Synchronized用的锁是存在Java对象头中
乐观锁是一种乐观思想，即认为读多写少，遇到并发写的可能性低，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，采取在写时先读出当前版本号，然后加锁操作（比较跟上一次的版本号，如果一样则更新），如果失败则要重复读-比较-写的操作。
首先，synchronized 是什么？我们需要明确的给个定义——同步锁，没错，它就是把锁。
我们知道，从 JDK1.6 开始，Java 对 Synchronized 同步锁做了充分的优化，甚至在某些场景下，它的性能已经超越了 Lock 同步锁。那么就让我们来看看，它究竟是如何优化的。
1. synchronized的锁存储以及锁分类 存储位置: 对象头的Mark Work JVM的ObjectHeader信息 MarkWord: hashcode(哈希code) + age(分代年
在多线程并发编程中 synchronized 一直是元老级角色，很多人都会称呼它为重量级锁。但是，随着 Java SE 1.6 对synchronized 进行了各种优化之后，有些情况下它就并不那么重，Java SE 1.6 中为了减少获得锁和释放锁带来的性
synchronized关键字是一个用于同步访问共享资源的机制，它可以确保并发编程中的三个关键要素：原子性、可见性和有序性。下面将分别解释这三个要素以及synchronized是如何保证它们的。
面试官：小伙子，多线程中锁用过吗？ 我：那是自然！ 面试官：那你知道synchronized的优化吗？ 我：synchronized作为重锁，开销大，在早期不被推荐使用，后期进行了优化，至于怎么优化的话，您让我想想哈... 面试官：好的，那你出去好好想吧！
再说偏向锁之前先来看一下Java 对象头，Java 对象是分为 对象头、实例数据、对齐填充三部分，创建一个Java 对象所消耗和占用的cpu和内存代价都是很高的（尤其是对齐填充这一块，真的会浪费很多内存），和并发相关性最大的是对象头，因为Java 原生锁（sychronized）的信息是存放在Java 对象头中的。如果对象是数组类型，则虚拟机用3个Word（字宽）存储对象头，如果对象是非数组类型，则用2字宽存储对象头。 对象头中的位数依赖于系统的位数： 1、32或64bit存放Mark Word，其中包括存储对象的hashCode或锁信息等。 2、32或64bit存放Class Metadata Address，也就是存储到对象类型数据的指针。 3、如果是数组对象的话，使用32或64bit存放Array length，也就是数组的长度）
synchronized 在 JDK 1.5 之前性能是比较低的，在那时我们通常会选择使用 Lock 来替代 synchronized。然而这个情况在 JDK 1.6 时就发生了改变，JDK 1.6 中对 synchronized 进行了各种优化，性能也得到了大幅的提升，这也是目前版本中还能经常见到 synchronized 身影的重要原因之一。当然除了性能之外，synchronized 的使用也非常便利，这也是它流行的重要原因。
【概述】 在Java中，synchronized关键字是用来控制线程同步的，就是在多线程的环境下，控制synchronized代码段不被多个线程同时执行。 synchronized可以修饰类、方法、变量。 在Java早期版本中，synchronized属于重量级锁，效率低下，因为监视器锁(monitor)是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock来实现的，Java的线程是映射到操作系统的原生线程之上的。如果要挂起或者唤醒一个线程，都需要操作系统帮忙完成，而操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到内
在 JDK 1.6 之前，synchronized 性能令人担忧，但是 1.6 之后，JVM 团队针对 synchronized 做了很多的优化，让 synchroized 在性能层面相比较 ReentrantLock 不相上下。那么，JVM 团队做了哪些优化呢？
作者：莫那·鲁道 原文：http://thinkinjava.cn/2018/01/%E5%B9%B6%E5%8F%91%E7%BC%96%E7%A8%8B%E4%B9%8B-%E9%94%81%E7%9A%84%E4%BC%98%E5%8C%96%E6%9C%89%E5%93%AA%E4%BA%9B/
说起多线程同步，一般的方案就是加锁，而在 java 中，提到加锁就想起 juc 包提供的 Lock 接口实现类与默认的关键字 synchronized 。我们常听到，juc 下的锁大多基于 AQS，而 AQS 的锁机制基于 CAS，相比起 CAS 使用的自旋锁，Synchronized 是一种重量级的锁实现。
javap命令生成的字节码中包含 ** monitorenter ** 和 ** monitorexit **指令
Synchronized 是常被我们用来保证临界区以及临界资源安全的解决方案。它可以保证当有多个线程访问同一段代码，操作共享数据时，其他线程必须等待正在操作线程完成数据处理后再进行访问。即 Synchronized 可以达到线程互斥访问的目的。
此时锁的是当前实例对象，相当于Synchronized(this)，对同一个对象实例的范围进行锁，不同对象没有牵连
看完你就会知道，线程如果锁住了某个资源，致使其他线程无法访问的这种锁被称为悲观锁，相反，线程不锁住资源的锁被称为乐观锁，而自旋锁是基于 CAS 机制实现的，CAS又是乐观锁的一种实现，那么对于锁来说，多个线程同步访问某个资源的流程细节是否一样呢？换句话说，在多线程同步访问某个资源时，锁的状态会如何变化呢？本篇文章来探讨一下。
synchronized是Java内置的机制，是JVM层面的，而Lock则是接口，是JDK层面的
Java 中锁的种类包括偏向锁，自旋锁，轻量级锁，重量级锁。锁的使用方式先提供偏向锁，如果不满足的时候，升级为轻量级锁，再不满足，升级为重量级锁。自旋锁是一个过渡的锁状态，不是一种实际的锁类型。锁只能升级，不能降级。
多线程编程中，有可能会出现多个线程同时访问同一个共享、可变资源的情况，这个资源我们称之其为临界资源；这种资源可能是：对象、变量、文件等。
导读：synchronized 是 java 中最常用的保证线程安全的方式，synchronized 的作用主要有三方面：
JDK1.6 对锁的实现引入了大量的优化，如偏向锁、轻量级锁、自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化等技术来减少锁操作的开销。
高效并发是从JDK1.5到1.6的一个重要改进，HotSpot团队用了大量的精力进行锁优化技术，适应性锁（Adaptive Spinnig）、锁消除（Lock Elimination）、锁粗化（Lock Coarsening）、轻量级锁（Lightweight Locking）和偏向锁（Biased Locking）。
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