自旋锁、偏向锁、轻量级锁与重量级锁

java 中synchronized 锁的优化都是依赖对象头实现的，网上有关于对象头的资料大致概况如下图：

对象头信息是实现synchronized 优化的基础；

主要思想就是通过代码层面的判断，来减少真正锁的获取与释放时，CPU 用户态/内核态的切换带来的高成本（根本原因是java中的每个线程都映射到内核中一个线程，阻塞与唤醒都需要工作空间的切换）；

　　自旋锁与偏向锁都适用于实际应用中，可能只有单个线程在使用锁的情况；

　　轻量级锁适用于同步块占用时间很短的多线程竞争场景；

　　自旋锁、偏向锁、轻量级锁都是通过自旋的方式来获取锁；

自旋锁：

　　获取锁时，增加获取次数的设置；

　　自适应的自旋锁（1.6）会根据之前自旋的情况来判断下次自旋的次数；如果之前自旋成功概率较高，那么就增加下一次的自旋次数，否则减少自旋次数；

偏向锁：

　　大概意思就是如果某个线程获取锁成功，下次就更偏向于该线程获得锁；

　　条件：

　　　　锁对象的对象头-锁标志位为01

　　线程A在获取锁时，

　　　　1、查看锁对象的对象头线程ID是否为当前线程A，如果是，则获取锁成功；

　　　　2、否则CAS自旋替换线程ID，如果替换成功则获取成功；

　　　　3、更新失败则升级锁类型为轻量级锁；

轻量级锁：

　　在线程栈帧中创建一个Lock record，用于保存锁对象的对象头信息；锁对象头中保存一个当前持有轻量级锁的线程的栈帧Lock record的指针；

　　条件：

　　　　锁对象的对象头-锁标志位为00

　　线程A在获取锁时，

　　　　1、比较线程A的栈帧中Lock record 与 锁对象头的栈帧指针是否一致；如果一致则获取成功；

　　　　2、否则CAS自旋更改锁对象头的栈帧指针为当前线程A的栈帧Lock record地址，如果替换成功则获取轻量级锁成功；

　　　　3、更新失败则升级为重量级锁；

重量级锁：

　　重量级锁依赖于操作系统的Mutex Lock，需要操作系统对线程状态的切换；目前JVM的线程切换需要操作系统切换用户态到核心态，成本较高，所以叫重量级锁；