前提知识—Java对象头（Mark Word）
锁的优化
偏向锁、轻量级锁、重量级锁三者各自的应用场景
- 偏向锁：只有一个线程进入临界区
- 轻量级锁：多个线程交替进入临界区
- 重量级锁：多个线程同时进入临界区
偏向锁、轻量级锁都是JVM引入的锁优化手段，目的是降低线程同步的开销。比如以下的同步代码块：
synchronized (lockObject) {
// do something
}
上述同步代码块中存在一个临界区，假设当前存在Thread#1和Thread#2这两个用户线程，分三种情况来讨论：
情况一：只有Thread#1会进入临界区；
情况二：Thread#1和Thread#2交替进入临界区；
情况三：Thread#1和Thread#2同时进入临界区。
情况一
上述的情况一是偏向锁的适用场景，此时当Thread#1进入临界区时，JVM会将lockObject的对象头Mark Word的锁标志位设为“1 01”，同时会用CAS操作把Thread#1的线程ID记录到Mark Word中，此时进入偏向模式。所谓“偏向”，指的是这个锁会偏向于Thread#1，若接下来没有其他线程进入临界区，则Thread#1再出入临界区无需再执行任何同步操作。也就是说，若只有Thread#1会进入临界区，实际上只有Thread#1初次进入临界区时需要执行CAS操作，以后再出入临界区都不会有同步操作带来的开销（只需要比较对象头Mark Word中线程ID是否为Thread#1）。
情况二
然而情况一是一个比较理想的情况，更多时候Thread#2也会尝试进入临界区。若Thread#2尝试进入时：
在Thread#1已退出临界区的情况（Thread#1不会主动去释放偏向锁），这时Thread#2发现Mark Word的线程ID并不是自己，说明偏向锁上发生了竞争（对应情况二），此时会撤销偏向，Mark Word中不再存放偏向线程ID，而是存放hashCode和GC分代年龄，同时锁对象标识位变为“0 01”（表示未锁定）。
这时Thread#2会来获取lockObject的轻量级锁，因为此时Thread#1和Thread#2交替进入临界区，所以偏向锁无法满足需求，需要膨胀到轻量级锁。
虚拟机在当前线程Thread#2的虚拟机栈中创建 Lock Record（栈中锁记录），Lock Record用来保存Mark Word的拷贝，然后使用CAS 操作将lockObject的 Mark Word 更新为 指向Lock Record 的指针。如果 CAS操作成功了，那么线程就获取了该对象上的锁，并且将lockObject的 Mark Word 的锁标记变为 00，表示该对象处于轻量级锁状态（轻量级锁只能向上升级为重量级锁,或者直接解锁）。
Thread#2在退出临界区时（即同步完成）会通过CAS操作尝试将Mark Word的内容恢复(即解锁回到未锁定，但不可偏向的的锁状态“0 01”），会出现下面两种情况：
Mark Word中的Lock Record指针并不指向Thread#2虚拟机栈的Lock Record，说明发生了竞争，CAS失败，轻量级锁膨胀为重量级锁（即情况3）Mark Word中的Lock Record指针指向Thread#2虚拟机栈的Lock Record，顺利解锁，Thread#1进入临界区的时候就可以顺利获取轻量级锁。
轻量级锁CAS操作之前堆栈与对象的状态
轻量级锁CAS操作之后堆栈与对象的状态
情况三
若一直是Thread#1和Thread#2交替进入临界区，那么没有问题，轻量锁hold得住。一旦在轻量级锁上发生竞争，即出现“Thread#1和Thread#2同时进入临界区”的情况，轻量级锁就hold不住了。 需要使用互斥量来确保同步。
重量级锁、轻量级锁和偏向锁之间转换
该图主要是对上述内容的总结，如果对上述内容有较好的了解的话，该图应该很容易看懂。
Java 并发编程（一）Volatile原理剖析及使用
Java 并发编程（二）Synchronized原理剖析及使用
Java 并发编程（三）Synchronized底层优化(偏向锁与轻量级锁)
Java 并发编程（四）JVM中锁的优化
Java 并发编程（五）原子操作类