Java 锁升级：偏向锁、轻量级锁、重量级锁是怎么回事？
synchronized 在 HotSpot 里不是"一上来就上重量级锁"，而是按竞争程度逐级升级，
因为线程阻塞/唤醒要陷入内核，代价远高于用户态 CAS。
1. 对象头里的锁状态
对象头 Mark Word 用 2 bit 表示锁状态：
| 状态 | Mark Word 内容 | 开销 |
|---|---|---|
| 无锁 | hash + 分代年龄（01） | — |
| 偏向锁 | 线程 ID + epoch（01，偏向位=1） | 一次 CAS（首次） |
| 轻量级锁 | 指向栈中锁记录的指针（00） | 每次 CAS |
| 重量级锁 | 指向 ObjectMonitor 的指针（10） | 内核态阻塞/唤醒 |
2. 升级路径
无锁 → 偏向锁（同一线程反复进入） → 轻量级锁（出现第二个线程竞争） → 重量级锁（自旋失败/竞争激烈）
- 偏向锁：假设"永远只有一个线程用这把锁"，第一次 CAS 把线程 ID 写进 Mark Word，之后进同步块 只需比较 ID，几乎零开销。出现第二个线程竞争时撤销（撤销要 STW，代价不小）。
- 轻量级锁：在栈帧里建 Lock Record，用 CAS 把 Mark Word 指向它；失败则自旋重试。
- 重量级锁：自旋到阈值仍失败，膨胀成 ObjectMonitor，线程进入等待队列（内核态挂起）。
3. 几个常被追问的点
Q：锁能降级吗？ HotSpot 基本不会主动降级（早期有，后来去掉）。所以"短暂竞争导致膨胀"后， 即使之后没竞争，锁也一直是重量级——这就是"不要在高并发路径上无脑 synchronized"的原因之一。
Q：偏向锁为什么被废弃？ JDK 15 起默认关闭、JDK 18 移除（JEP 374）。原因是偏向锁的撤销需要 STW， 在"大量短生命周期对象 + 多线程"的场景里，撤销成本高于收益。
Q：自旋多少圈？ 自适应自旋：由上一次在该锁上的自旋成功率动态决定，不是固定值。
4. 实践建议
- 锁粒度尽量小：只包住临界区，别把 IO 放进同步块；
- 能用
ReentrantLock的tryLock(timeout)就别死等，避免线程无限挂起； - 读多写少用
ReadWriteLock/StampedLock（后者乐观读，适合读极多场景）； - 别锁字符串常量/包装类（
Integer缓存 -128~127，不同业务可能锁到同一个对象）。
小结
锁升级本质是"用空间与复杂度换性能"：偏向锁省 CAS、轻量级锁省内核切换、重量级锁保证公平与吞吐。 面试答这题的关键不是背四级状态，而是说清为什么要分级——阻塞线程的代价太高， 所以 JVM 先用用户态手段（偏向/CAS/自旋）扛，扛不住才陷入内核。