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一、Java的对象头
Java 多线程的锁都是基于对象的，Java 中的每一个对象都可以作为一个锁。我们常说的类锁其实也是对象锁。
Java 类只有一个 Class 对象，而 Class 对象也是特殊的 Java 对象。所以我们常说的类锁，其实就是 Class 对象的锁。
每个 Java 对象都有对象头。如果是非数组类型，则用 2 个字宽来存储对象头，如果是数组，则会用 3 个字宽来存储对象头。
| 长度 | 内容 | 解释 |
|---|---|---|
| 32/64位 | Mark Word | 包含对象的hashcode和锁的信息 |
| 32/64位 | Class Metadata Address | 指向类的元数据的指针 |
| 32/64位 | length | 若当前对象是数组，则代表数组长度，否则没有这个字段 |
二、锁的类别
锁的状态从低到高依次为无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁，升级的过程就是从低到高，降级在一定条件也是有可能发生的。
1、偏向锁
大多数情况下锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得，于是引入了偏向锁。
当线程访问同步块获取锁时，会在对象头和栈帧中的锁记录里存储偏向锁的线程ID，之后这个线程再次进入同步块时都不需要CAS来加锁和解锁了，偏向锁会永远偏向第一个获得锁的线程，如果后续没有其他线程获得过这个锁，持有锁的线程就永远不需要进行同步，也就是说，偏向锁在资源无竞争情况下消除了同步语句，连 CAS 操作都不做了，提高了程序的运行性能。反之，当有其他线程竞争偏向锁时，持有偏向锁的线程就会释放偏向锁。
2、轻量级锁
介绍轻量级锁前先介绍一下自旋锁。
自旋锁：由于大部分时候，锁被占用的时间很短，共享变量的锁定时间也很短，所有没有必要挂起线程，用户态和内核态的来回上下文切换严重影响性能。自旋的概念就是让线程执行一个忙循环，可以理解为就是啥也不干，防止从用户态转入内核态。说白了就是让线程不断去尝试获取锁，但是不进入挂起状态。
自旋是需要消耗 CPU 的，如果一直获取不到锁的话，那该线程就一直处在自旋状态，白白浪费 CPU 资源。但是 JDK 采用适应性自旋，简单来说就是线程如果自旋成功了，则下次自旋的次数会更多，如果自旋失败了，则自旋的次数就会减少。自旋的时间不是固定时间，而是由前一次在同一个锁上的自旋时间和锁的持有者状态来决定。
介绍完自旋锁，开始进入正题，轻量级锁：
代码进入同步块的时候，JVM将会使用CAS方式来尝试获取锁，如果更新成功则会把对象头中的状态位标记为轻量级锁，如果更新失败，当前线程就尝试自旋来获得锁。
3、重量级锁
重量级锁依赖于操作系统的互斥量（mutex） 实现的，而操作系统中线程间状态的转换需要相对比较长的时间，所以重量级锁效率很低，但被阻塞的线程不会消耗 CPU。这里就不多说了，大家可以自己C一下。
三、锁的升级机制
整个锁升级的过程非常复杂，我尽力去除一些无用的环节，简单来描述整个升级的机制。
（1）查看Mark Word 里面是不是放的自己的线程ID，如果是，表示当前线程是处于 “偏向锁” 。
（2）如果 Mark Word 不是自己的线程ID，锁升级，这时候，用 CAS 来执行切换，暂停持有偏向锁的线程。
（3）当前线程和暂停的线程分别创建锁记录空间，并将Mark Word复制到锁空间。用CAS修改Mark Word，将值替换为指向锁记录的指针（两个线程竞争）。
（4）第（3）步中成功执行 CAS 的线程获得资源，失败的线程则进入自旋 。
（5）自旋的线程在自旋过程中，如果成功获得资源（即之前获的资源的线程执行完成并释放了共享资源），则依然处于轻量级锁的状态；如果自旋失败，进入重量级锁的状态，这个时候，自旋的线程进行阻塞，等待之前线程执行完成并唤醒自己。
简单点说，偏向锁就是通过对象头的偏向线程ID来对比，成功后都不需要CAS了，失败则升级为轻量级锁。而轻量级锁主要就是通过CAS修改对象头锁记录和自旋来实现，自旋失败就继续升级。重量级锁则是除了拥有锁的线程其他全部阻塞。
此篇文章为学习笔记，是对别人知识的理解，加上自己的一些个人理解汇聚而成。若有侵权联系删除。写作不易，望好兄弟们来个三连支持。感激不尽
注：原文出处为https://mp.weixin.qq.com/s/-xFSHf7Gz3FUcafTJUIGWQ