偏向锁轻量级锁和重量级锁 最易懂解释,轻量锁升级重量级锁

重量级锁

1.每个对象都有一个对象头，对象头里有一个呆萌的画笔 Word结构，里面存储了锁相关信息（锁类型，偏向线程id等）。2.呆萌的画笔 Word中有一个指针指向monitor，当线程试图获取对象锁时（进入synchronized）自动生成，处于锁定状态。3.monitor由ObjectMonitor c++类实现，里面有： _owner(哪个线程持有锁)，_count(线程持有锁的次数)，_WaitSet(waiting状态的线程) 等字段。4.当线程1,2依次进入synchronized代码块时，线程1获取到了monitor，会把_owner变量设置为线程1，并且_count计数器加1。线程2进入等待_WaitSet集合进行等待。5.若对象调用wait方法/线程1执行完毕，则会进行释放锁操作：把对象头里面对应的monitor的_owner线程(线程1)放入到_WaitSet集合中(线程执行完毕情况不会)，_owner变量置为null，_count减1。

重量级锁加锁解锁都是靠操作系统底层的Mutex Lock来实现的，需要用户态到和心态的切换，很耗性能。
于是jvm实现优化引入了偏向锁、轻量级锁，这些都不需要操作系统介入，直接载jvm中实现了。

偏向锁
还记得我们的每个对象都有一个呆萌的画笔 Word结构吗，里面存储锁信息的。

当线程1初始进入synchronized块，检测到对象的呆萌的画笔 Word里面的存储偏向线程id字段为空，则CAS操作把线程1 的id设置到呆萌的画笔 Word中。此时线程1就当拿到锁了去执行代码了，关操作系统没啥事。当线程1又进入synchronized块，监视对象也是同一个，jvm爸爸检测呆萌的画笔 Word偏向线程id还是这家伙，就直接让它继续执行。这种情况就叫做偏向锁。在没有别的线程竞争的时候，一直偏向我，可以让我一直执行下去。

轻量级锁

当有一个新的线程2来竞争了，但是呆萌的画笔 Word里面存的是线程1的id，所以是没法直接执行的。JVM爸爸此时还是不找操作系统，只是说：我把这个偏向锁升级一下，变成一个轻量级的锁吧。于是JVM爸爸 把对象的呆萌的画笔 Word恢复成无锁状态。并且在线程1的栈帧中分配了Lock Record空间，并且把对象的呆萌的画笔 Word 拷贝到各自的Lock Record空间，取名Displaced 呆萌的画笔 Word 。JVM爸爸继续搞事，把线程1的Lock Record空间地址使用CAS放到了对象的呆萌的画笔 Word。并且把呆萌的画笔 Word中锁标志位改为00， 这其实就意味着线程1已经获得了这个轻量级的锁了，可以继续进入临界区执行。线程2没有获得锁，但还是不阻塞，JVM爸爸让它一直自旋（有指定的次数）。当线程1执行退出临界区，发生解锁操作：解锁的思路是使用 CAS 操作把当前线程的栈帧中的 Displaced 呆萌的画笔 Word 替换回锁对象中去，如果替换成功，则解锁成功。此时自旋还未超过次数的线程2竞争，进行轻量级加锁操作（同上面线程1）。很明显，如果没有竞争或者轻度的竞争，轻量级锁仅仅使用CAS操作和Lock record就避免了重量级互斥锁的开销，JVM爸爸确实厉害。当自旋次数太多，持有线程还没释放轻量级锁，JVM爸爸受不了了： 自旋次数太多了，太浪费CPU了，接下来升级为重量级锁！ 重量级锁在片头就已经介绍了。