Synchronized实现：
- 如果synchronized关键字修饰代码块，编译后的代码以monitorenter和monitorexit包围起来
- 如果synchronized修饰的方法，方法的flag中会有ACC_SYNCHRONIZED标记.方法执行时，如果flag中有ACC_SYNCHRONIZED时，会去争取monitor
每一个对象都有一个监视器锁（monitor），当monitor被占用时标识对象已经被锁定了
java对象头
java对象在内存中的存储分为以下几部分
- 对象头
- 实例数据
- 对其填充
重量级锁（多个线程共同竞争同一个临界区）
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
临界区： 需要获取到对象监视器锁（monitor）才能执行的部分代码。
轻量级锁 (多个线程交替的进入临界区)
本意为线程交替执行临界区代码，并不存在竞争的情况，如果同一时间多个线程竞争访问同一个锁，轻量级锁会膨胀成重量级锁
由对象头的情况来看，当轻量级锁的情况下，对象头内存放的指向站内锁记录的指针
什么是锁记录:
1.轻量级锁，会在当前的线程栈中，分配一块名字叫Lock Record(锁记录)的空间，用于拷贝锁对象的mark word
2.当轻量级锁释放的时候，锁记录中的mark word会重新写会锁对象中。
轻量级锁的加锁过程
- 在代码进入同步块的时候，如果同步对象锁状态为无锁状态（锁标志位为“01”状态，是否为偏向锁为“0”），虚拟机首先将在当前线程的栈帧中建立一个名为锁记录（Lock Record）的空间，用于存储锁对象目前的Mark Word的拷贝，官方称之为 Displaced Mark Word。这时候线程堆栈与对象头的状态如图2.1所示。
- 拷贝对象头中的Mark Word复制到锁记录中。
- 拷贝成功后，虚拟机将使用CAS操作尝试将对象的Mark Word更新为指向Lock Record的指针，并将Lock record里的owner指针指向object mark word。如果更新成功，则执行步骤4，否则执行步骤5。
- 如果这个更新动作成功了，那么这个线程就拥有了该对象的锁，并且对象Mark Word的锁标志位设置为“00”，即表示此对象处于轻量级锁定状态，这时候线程堆栈与对象头的状态如图2.2所示。
- 如果这个更新操作失败了，虚拟机首先会检查对象的Mark Word是否指向当前线程的栈帧，如果是就说明当前线程已经拥有了这个对象的锁，那就可以直接进入同步块继续执行。否则说明多个线程竞争锁，轻量级锁就要膨胀为重量级锁，锁标志的状态值变为“10”，Mark Word中存储的就是指向重量级锁（互斥量）的指针，后面等待锁的线程也要进入阻塞状态。 而当前线程便尝试使用自旋来获取锁，自旋就是为了不让线程阻塞，而采用循环去获取锁的过程。
加锁成功后：
1.对象头mark word 标记为00
2.锁记录是原先对象头中mark word的拷贝，并且锁记录中的owner执行对象头的mark word
3.对象头中原先mark word的内容是指向锁记录的指针
轻量级锁的解锁
- 通过CAS操作尝试把线程中复制的Displaced Mark Word对象替换当前的Mark Word。
- 如果替换成功，整个同步过程就完成了。
- 如果替换失败，说明有其他线程尝试过获取该锁（此时锁已膨胀），那就要在释放锁的同时，唤醒被挂起的线程。
偏向锁(一个线程使用一把锁的情况)
如果只有一个线程竞争锁的情况下，jvm只需要使用偏向锁就可以了。因为偏向锁更加的高效，由上面的介绍可以看到，加偏向锁时，会涉及到mark word内容的拷贝，以及多个cas操作。偏向锁更加的方便，只需要做一次cas 轻量级锁是为了在线程交替执行同步块时提高性能，而偏向锁则是在只有一个线程执行同步块时进一步提高性能。
偏向锁的加锁过程
- 访问Mark Word中偏向锁的标识是否设置成1，锁标志位是否为01——确认为可偏向状态(无锁和偏向锁时都是01)。
- 如果为可偏向状态，则测试线程ID是否指向当前线程，如果是，进入步骤（5），否则进入步骤（3）。
- 如果线程ID并未指向当前线程，则通过CAS操作竞争锁。如果竞争成功，则将Mark Word中线程ID设置为当前线程ID，然后执行（5）；如果竞争失败，执行（4）。
- 如果CAS获取偏向锁失败，则表示有竞争。当到达全局安全点（safepoint）时获得偏向锁的线程被挂起，偏向锁升级为轻量级锁，然后被阻塞在安全点的线程继续往下执行同步代码。
- 执行同步代码
偏向锁的释放
偏向锁不会主动释放，偏向锁只有遇到其他线程尝试竞争偏向锁时，持有偏向锁的线程才会释放锁。偏向锁的撤销，需要等待全局安全点（在这个时间点上没有字节码正在执行），它会首先暂停拥有偏向锁的线程，判断锁对象是否处于被锁定状态，撤销偏向锁后恢复到未锁定（标志位为“01”）或轻量级锁（标志位为“00”）的状态
归纳(Synchronized的优化方式)：
上面介绍了重量级锁、轻量级锁、偏向锁，其实轻量级锁和偏向锁都是jvm对Synchronized的一个优化(当竞争还不是很紧张的时候，采用轻巧一点的办法)
其他的优化方式
当然jvm还有别的优化，比如：
轻量级锁膨胀成重量级锁时候的自旋
因为获取重量级锁时候，线程上下文切换会是效率低下的原因之一。所以，在当前线程去竞争重量级锁时，使用自旋的方式，不放弃cpu资源,如果能在自旋期间获取到了锁也是减少了线程上下文的切换。
由于获取到锁的时间不确定性，所以jvm对锁自旋的时间采用了自适应的方式。即：如果上次在自旋期间获取到锁了，那么这次自旋的时间的适当加长，如果上次没有在自旋期间加到锁，那么这次自旋的时间适当减短。
锁粗化
将多个连续在一次的加锁解锁操作合并成一个大的锁操作
锁消除
锁消除即删除不必要的加锁操作。根据代码逃逸技术，如果判断到一段代码中，堆上的数据不会逃逸出当前线程，那么可以认为这段代码是线程安全的，不必要加锁