锁升级过程
升级过程
无锁 偏向锁 轻量级锁 重量级锁
保证多线程环境下共享的、可修改的状态的正确性（这里的状态指的是程序里的数据），在java程序中我们可以使用synchronized关键字来对程序进行加锁。
synchronized代码块的时候，编译成的字节码将包含monitorenter指令 和 monitorexit指令。
所谓锁的升级、降级，就是 JVM 优化 synchronized 运行的机制，当 JVM 检测到不同的竞争状况时，会自动切换到适合的锁实现，这种切换就是锁的升级、降级：
当没有竞争出现时，默认会使用偏向锁。JVM 会利用 CAS 操作（compare and swap），在对象头上的 Mark Word 部分设置线程 ID，
以表示这个对象偏向于当前线程，所以并不涉及真正的互斥锁。这样做的假设是基于在很多应用场景中，大部分对象生命周期中最多会被一个线程锁定，
使用偏向锁可以降低无竞争开销。
如果有另外的线程试图锁定某个已经被偏向过的对象，JVM 就需要撤销（revoke）偏向锁，
并切换到轻量级锁实现。轻量级锁依赖 CAS 操作 Mark Word 来试图获取锁，如果重试成功，
就使用轻量级锁；否则，进一步升级为重量级锁
我们可以抽象的理解为每个锁对象拥有一个锁计数器和一个指向持有该锁的线程的指针：
当执行 monitorenter 时，如果目标锁对象的计数器为 0，那么说明它没有被其他线程所持有。在这个情况下，
Java 虚拟机会将该锁对象的持有线程设置为当前线程，并且将其计数器加 1。
在目标锁对象的计数器不为 0 的情况下，如果锁对象的持有线程是当前线程，那么 Java 虚拟机可以将其计数器加 1，否则需要等待，
直至持有线程释放该锁。当执行 monitorexit 时，Java 虚拟机则需将锁对象的计数器减 1。当计数器减为 0 时，那便代表该锁已经被释放掉了。
之所以采用这种计数器的方式，是为了允许同一个线程重复获取同一把锁。举个例子，如果一个 Java 类中拥有多个 synchronized 方法，
那么这些方法之间的相互调用，不管是直接的还是间接的，都会涉及对同一把锁的重复加锁操作。因此，我们需要设计这么一个可重入的特性，来避免编程里的隐式约束。
synchronized是Java内置的机制，是JVM层面的，而Lock则是接口，是JDK层面的
尽管最初synchronized的性能效率比较差，但是随着版本的升级，synchronized已经变得原来越强大了,
了解的是synchronized实现原理及锁升级过程，希望可以帮助到大家。
synchronized有三种应用方式：
作用于实例方法，当前实例加锁，进入同步代码前要获得当前实例的锁；
作用于静态方法，当前类加锁，进去同步代码前要获得当前类对象的锁；
作用于代码块，对括号里配置的对象加锁。
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锁一共有四种状态，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，这几个状态随着竞争情况逐渐升级。
为了提高获得锁和释放锁的效率，锁可以升级但不能降级，意味着偏向锁升级为轻量级锁后不能降级为偏向锁。
锁状态 2 bit 1bit
锁标识 是否偏向锁
轻量级锁 00
重量级锁 10
gc标记 11
偏向锁 01 1
无锁 01 0
1.偏向锁
**** 只有竞争的时候才会释放锁 线程是否存活 存活 暂停线程 撤销偏向锁 升级为轻量级锁
当一个线程访问同步块并获取锁时，会在对象头和栈帧的锁记录里存储偏向的线程ID，以后该线程在进入和退出同步块时不需要进行CAS操作来加锁和解锁，
只需测试Mark Word里线程ID是否为当前线程。如果测试成功，表示线程已经获得了锁。如果测试失败，则需要判断偏向锁的标识。
如果标识被设置为0（表示当前是无锁状态），则使用CAS竞争锁；如果标识设置成1（表示当前是偏向锁状态），
则尝试使用CAS将对象头的偏向锁指向当前线程，触发偏向锁的撤销。偏向锁只有在竞争出现才会释放锁。
当其他线程尝试竞争偏向锁时，程序到达全局安全点后（没有正在执行的代码），它会查看Java对象头中记录的线程是否存活，
如果没有存活，那么锁对象被重置为无锁状态，其它线程可以竞争将其设置为偏向锁；
如果存活，那么立刻查找该线程的栈帧信息，如果还是需要继续持有这个锁对象，那么暂停当前线程，撤销偏向锁，升级为轻量级锁，
如果线程1不再使用该锁对象，那么将锁对象状态设为无锁状态，重新偏向新的线程。
2.轻量级锁
线程在执行同步块之前，JVM会先在当前线程的栈帧中创建用于存储锁记录的空间，并将对象头的MarkWord复制到锁记录中，
即Displaced Mark Word。然后线程会尝试使用CAS将对象头中的Mark Word替换为指向锁记录的指针。
如果成功，当前线程获得锁。如果失败，表示其他线程在竞争锁，当前线程使用自旋来获取锁。当自旋次数达到一定次数时，锁就会升级为重量级锁。
轻量级锁解锁时，会使用CAS操作将Displaced Mark Word替换回到对象头，
如果成功，表示没有竞争发生。
如果失败，表示当前锁存在竞争，锁已经被升级为重量级锁，则会释放锁并唤醒等待的线程。
线程2来竞争锁对象;
判断当前对象头是否是偏向锁;
判断拥有偏向锁的线程1是否还存在;
线程1不存在,直接设置偏向锁标识为0(线程1执行完毕后,不会主动去释放偏向锁);
使用cas替换偏向锁线程ID为线程2,锁不升级，仍为偏向锁;
线程1仍然存在,暂停线程1；
设置锁标志位为00(变为轻量级锁),偏向锁为0;
从线程1的空闲monitor record中读取一条,放至线程1的当前monitor record中;
更新mark word，将mark word指向线程1中monitor record的指针;
继续执行线程1的代码;
锁升级为轻量级锁;
线程2自旋来获取锁对象;
