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java中的锁都是对象，对象头中的mark word中保存着锁信息。锁的作用是控制线程竞争进入同步块从而实现线程间的同步。
java中的锁分为四个级别,分别为无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁。
- 无锁：即没有锁来控制同步。
- 偏向锁：顾名思义，偏向锁偏向于第一个获取该锁的线程。当锁被第一个线程得到以后，该线程会在对象头中的mark word和栈帧中记录自己的线程ID，下次线程再次尝试进入同步块，会去mark word中检查记录的是否是自己的线程ID，若是，则表示该线程已经获取了该偏向锁，进入退出同步块时无需再做加锁解锁操作（synchronized中的加锁解锁是用cas语句实现的）。若不是，则表示有其他线程竞争锁，该线程尝试使用cas语句将mark word中的线程ID替换为自己的线程ID，如果替换成功，则表示之前的线程不存在了，该锁依然是偏向锁，新线程获取该锁；如果替换失败，则表明之前的锁还存在，挂起持有该偏向锁的线程，修改mark word中的标志位，升级为轻量级锁，线程按照轻量级锁的方式竞争锁。线程获取偏向锁后会一直持有该锁，直到发生竞争才会释放偏向锁（允许其他线程将自己的线程ID写入markWord）。
- 轻量级锁：JVM会为每个线程在其栈帧中创建存储锁记录（lock record）的空间（该空间称为Displaced Mark Word），线程在尝试获取锁的时候，发现该锁为轻量级锁（mark word中标志位00），则会将Mark Word信息复制到自己的Displaced Mark Word中并尝试用CAS将锁的Mark Word替换为指向自己栈中锁记录的指针。如果成功，当前线程获得锁，如果失败，表示Mark Word已经被替换成了其他线程的锁记录，说明在与其它线程竞争锁，当前线程就尝试使用自旋（不断尝试去获取锁，一般用循环来实现）来获取锁。JDK采用自适应自旋，若线程自旋成功获得锁了则下次自旋次数会更多，若自旋失败则下次自旋次数会减少（因为自旋失败很可能之后自旋也失败，于是减少自旋次数，毕竟自旋也是要耗费资源的）。若自旋未成功当自旋次数超过一定次数（和JVM、操作系统相关）仍然没获取锁则该线程阻塞，轻量级锁升级为重量级锁。在释放锁时，当前线程会使用CAS操作将Displaced Mark Word的内容复制回锁的Mark Word里面。如果没有发生竞争，那么这个复制的操作会成功。如果有其他线程因为自旋多次导致轻量级锁升级成了重量级锁，那么CAS操作会失败，此时会释放锁并唤醒被阻塞的线程。
- 重量级锁：当一个线程尝试获得锁时，如果该锁已经被占用，则会将该线程封装成一个ObjectWaiter对象插入到竞争队列的队列，然后调用park函数挂起当前线程。当线程释放锁时，会从竞争队列中挑选一个线程唤醒，被选中的线程被唤醒后会尝试获得锁，但synchronized是非公平的，所以该线程不一定能获得锁。这是因为对于重量级锁，线程先自旋尝试获得锁，这样做的目的是为了减少执行操作系统同步操作带来的开销。如果自旋不成功再进入等待队列。如果线程获得锁后调用Object.wait方法，则会将线程加入到WaitSet中，当被Object.notify唤醒后，会将线程从WaitSet移动到Contention List或。需要注意的是，当调用一个锁对象的wait或notify方法时，如当前锁的状态是偏向锁或轻量级锁则会先膨胀成重量级锁。
