synchronized原理
Monitor对象
每个对象都可以关联一个Monitor对象，如果使用 synchronized 给对象上锁（重量级）之后，该对象头的Mark Word 中就被设置指向 Monitor 对象的指针。
monitor对象包括：owner（指向加锁线程）、EntryList（竞争锁失败）、WaitList（获取锁之后调用wait方法）
对象头结构
普通对象：Mark Word 和 Class Word
数组对象：Mark Word 、 Class Word、array length
Mark Word 结构
Mark Word 的结构根据biased_lock（偏向标记）、lock（锁状态标记：00轻量级、10重量级）来改变
32位系统：
64位系统：
synchronized用法
- 加在普通方法上（不加对象），默认锁住当前对象
- 加在静态方法上，锁住Class对象
- 加在方法块上（加对象），锁住的时加对象（对象尽量为final）
从字节码角度看：
编译之后会生存monitorenter指令+2个monitorexit指令（一个正常退出，一个异常退出）
加锁步骤：
- 将lock对象存入临时变量中
- monitorenter指令：将加锁对象的Mark Word设置为monitor对象引用
解锁步骤：
- monitorexit指令：将lock对象头重置（从临时变量中获取）、唤醒EntryList。
锁升级流程
步骤：偏向锁->轻量级锁->自旋锁->重量级锁
偏向锁：
存在竞争，但是加锁时间错开
- 访问Mark Word中偏向锁标识为1，锁标识为01，为可偏向状态
- 判断线程id是否为当前线程，如果是，则获取到锁，如果不是
- 通过CAS方式将线程ID设置到对象头中，CAS成功，获取到锁
- CAS失败升级为轻量级锁，偏向锁状态撤销
适用场景：同时刻只有一个线程执行同步块
撤销
等到竞争出现才撤销。
参考：https://blog.csdn.net/zhao_miao/article/details/84500771
轻量级锁：
竞争不激烈的情况：增加了自旋获取锁，类似乐观锁
在线程栈帧中创建Lock Record对象（C++层面的对象）。包括一个加锁对象指针和锁记录指针。
加锁
- 创建锁对象(Lock Record)，将对象中的markword复制到加锁对象
- CAS操作将对象Mark Word 62位更新为指向Lock Record的指针，将Lock Record 的 owner指向对象的 Mark Word
- 更新成功获取到锁
对象的Mark Word锁标记是01，才可能成功。其次还要通过cas进行竞争。
替换成功之后如下图：对象头指向锁记录，锁记录的对象引用指向锁对象。
如果cas失败：
检查当前Mark Word 的pre_to_lock_record是否指向当前线程栈帧
- 如果其他线程已经持有轻量级锁，尝试自旋获取锁，失败则膨胀。锁标记被改为10，未抢到锁的线程都会进入Monitor，然后被阻塞在WaitSet中
-
如果是自己，重入的话，会再增加一条锁记录
轻量级锁重入
解锁
如果锁记录的值为null，则锁计数器减一，如果不为null，则cas替换，如果成功则解锁，如果失败则说明锁已经膨胀，进入重量级解锁流程。
重量级锁
重量级锁是依赖对象内部的monitor锁来实现的，而monitor又依赖操作系统的MutexLock(互斥锁)来实现的，涉及到用户态到内核态切换，并且释放锁之后，唤醒阻塞的线程，线程状态切换也是比较耗时的。
获取轻量级锁失败，并且失败原因是对象头中是其他锁记录地址。则膨胀
对象头的Mark Word 指向 monitor对象地址，monitor对象的 Owner对象指向加锁线程ID。Thread-1 进入EntryList阻塞
- 如果Monitor的count是0，表示可以获取到锁，owner设置为当前线程，count+1
- 如果不为0，检查owner 是否为自己，如果是则count+1，实现可重入
- 否则进入EntryList等待锁资源释放
- 如果持有锁到线程调用了wait()，则释放锁对象，进入WaitSet队列中等待被唤醒。
解锁
当 Thread-0 退出同步块解锁时，使用 cas 将 Mark Word 的值恢复给对象头，失败。这时会进入重量级解锁流程，即按照 Monitor 地址找到 Monitor 对象，设置 Owner 为 null，唤醒 EntryList 中 BLOCKED 线程。
重量级解锁时Mark Word 恢复，应该也是线程栈帧中会创建一个局部变量存储。等解锁时恢复
hashCode函数会禁用偏向锁。但是不影响轻量级锁、不影响重量级锁，因为这两个会把hashCode存起来，等解锁的时候再复原。
自旋锁
自旋锁：不断循环获取锁，不涉及用户态切换内核态，但是比较耗cpu。单核cpu不起作用。自选的次数是自适应的。
批量重偏向
https://segmentfault.com/a/1190000023665056
批量撤销
当撤销偏向锁阈值超过 40 次后，jvm 会这样觉得，自己确实偏向错了，根本就不该偏向。于是整个类的所有对象都会变为不可偏向的，新建的对象也是不可偏向的
