Synchronized的锁升级过程

在Java中，Synchronized关键字可以用于实现对代码块或方法的同步，保证多线程之间的互斥访问。在Synchronized中，锁的升级过程包括偏向锁、轻量级锁和重量级锁，具体过程如下：

1. 偏向锁（Biased Locking）：

• 偏向锁是一种针对单线程的优化手段，如果一个线程获得了偏向锁，那么在未发生竞争的情况下，该线程再次进入同步块时无需进行同步操作，可以直接进入，从而减少了获取锁的成本。
• 当一个线程第一次进入同步块时，锁会升级为偏向锁，并且该线程的线程ID会被记录在锁对象的头部。当其他线程尝试进入同步块时，会发现有线程已经占用了偏向锁，此时会尝试撤销偏向锁，将锁升级为轻量级锁。

2. 轻量级锁（Lightweight Locking）：

• 如果存在多个线程竞争同一个偏向锁，偏向锁就会失效，此时锁会升级为轻量级锁。
• 在轻量级锁中，锁对象的头部会存储指向拥有锁的线程的指针，同时使用CAS操作尝试将该指针替换成当前线程的指针。如果CAS成功，表示当前线程成功获取了锁，可以进入同步块；如果CAS失败，表示有其他线程竞争锁，则会进入自旋，尝试获取锁。

3. 重量级锁（Heavyweight Locking）：

• 如果在轻量级锁的自旋阶段仍然无法获得锁，锁就会升级为重量级锁。重量级锁会使得持有锁的线程进入阻塞状态，释放CPU资源。
• 重量级锁的实现通常会涉及到操作系统的底层调用，如pthread_mutex_lock()等，这样的锁操作涉及到用户态和内核态的切换，开销较大。

锁的升级过程是从偏向锁到轻量级锁，再到重量级锁的一个演变过程。这个过程是为了在不同的并发场景下，尽量减少锁的竞争和升级的开销，提高程序的性能。