锁的四种状态

Java锁的四种状态就是Synchronized的升级过程

刚new出来没有锁的状态

也有人称为无锁状态，但是要慎用。

无锁原来的意思是没有重量级锁，偏向锁，CAS都被称为无锁。其实都是概念上的问题，没必要纠结。

新new出来的对象布局，可看 Java对象布局 这篇文章

偏向锁严格来说不是一种锁。

不存在所竞争的过程，当第一个线程来了，这把锁就属于这个线程的，在这个线程持有这把锁的时候，有另一个线程来了，就会产生锁竞争的关系，于是就是进行锁升级，升级为轻量级锁，CAS。

为什么要有偏向锁？

如果一段代码百分七八十的时间都是一个线程在请求，每一次请求都会经过锁竞争的过程，这样会降低效率。如果有了偏向锁，就会减少锁竞争，可以提高效率。如果一旦出现了锁竞争，就会进行锁升级。

偏向锁考虑的是有同步无竞争时程序的效率，而轻量级锁考虑的是竞争锁对象的线程不多，而且线程持有锁的时间也不长的情景。

什么时候偏向锁升级为轻量级锁？

当发生了锁竞争的时候，偏向锁就会升级为轻量级锁。

竞争锁的线程太多，就会被进入队列里，升级为重量级锁。

什么时候轻量级锁升级为重量级锁？

Java中的锁有多种类型，主要包括无锁、偏向锁、轻量级锁和重量级锁。这些锁的升级过程如下：

无锁状态（Unlocked）：当一个线程访问一个没有被锁定的对象时，它处于无锁状态。
偏向锁状态（Biased Locking）：当一个线程获得了一个对象的锁，并且在后续的执行过程中没有其他线程竞争这个锁时，该锁会升级为偏向锁。偏向锁的目的是消除无竞争情况下的同步操作，提高性能。
轻量级锁状态（Lightweight Locking）：如果一个线程尝试获取一个偏向锁失败，那么它会通过CAS（Compare and Swap）操作将对象头中的Mark Word 字段替换为指向锁记录的指针，并将锁记录的Owner字段设为当前线程ID。此时，该锁就升级为轻量级锁。轻量级锁使用自旋锁的形式，避免线程的上下文切换，提高性能。
重量级锁状态（Heavyweight Locking）：轻量级锁升级为重量级锁是因为自旋操作未能成功。在多线程竞争激烈的情况下，为了保证数据的一致性和避免资源的浪费，JVM会将轻量级锁升级为重量级锁。重量级锁会让其他线程进入阻塞状态，并且使用操作系统的信号量机制来实现锁的互斥。

需要注意的是，锁的升级过程是动态的，根据竞争情况和线程执行的状态进行相应的调整。这种锁的升级过程可以提高并发性能，在无竞争情况下减少不必要的同步开销，但在竞争激烈的情况下可能会影响性能。因此，在使用锁时需要根据具体场景和需求合理选择适当的锁类型。

参考文章

https://www.cnblogs.com/mingyueyy/p/13054296.html

https://www.cnblogs.com/wzj4858/p/8215369.html