Synchronized的底层原理和锁的升级

Syncrhonized的作用方式

1. 同步方法：锁是当前实例对象
2. 静态同步方法：锁是类对象
3. 同步代码块：锁是括号中的对象

实现同步的底层原理

JVM基于进入和退出Monitor对象来实现同步方法和同步代码块。同步方法经过编译后，会在常量池生成ACC_SYNCHRONIZED的标识符，通过给同步方法添加ACC_SYNCHRONIZED的标识符，实现同步。对于同步代码块，在编译后会在同步块前后添加monitorenter和monitorexit两条指令，实现同步。

锁的升级的过程

JDK1.6前synchronized的锁很重，但是1.6后，对synchronized关键字进行了优化，让他没有那么重了。分为4个锁级别，无锁、偏向锁、轻量级锁和重量级锁。

为偏向锁时，线程访问同步代码块时会比较线程和锁对象的对象头中的Mark word里面的线程id，如果相同可以无锁直接进入同步代码块，否则就使用CAS来竞争锁，如果成功，就改变Mark word中偏向的线程id就行了，如果失败代表出现线程的竞争，锁就会升级为轻量锁。
当为轻量锁的时候，会在线程的栈中生成一份存储锁记录的空间，并将mark word复制到锁记录中，轻量级锁如果获取锁记录失败，会进行自旋，如果在自旋期间获得了锁就进入同步代码块，否则会升级为重量级锁。
为重量级锁的时候，线程如果获取不到锁就会阻塞。避免了自旋消耗CPU资源，提升了吞吐量。

总结：偏向锁适用于没有竞争的情况，轻量级锁适合同步代码块执行时间短的情况，重量级锁适合同步代码块执行时间长的情况。