偏向锁，轻量级，重量级锁的理解

1：对象头
首先了解下32bit的Java对象头如下：

通过上面的表格，我们可以看出，synchronized用的锁是锁在Java对象头中的，Java的每个对象都可以作为锁，具体表现为下面三种方式：
a:对于普通的方法，锁是当前的实例
b:对于静态方法，锁是当前类的Class对象
c:对于同步方法块，锁是Synchronized括号中配置的对象

从JVM规范中看出，同步代码块和同步方法，在实现的细节上有所不同，同步代码块是通过monitorEnter和monitorExit指令来实现的，同步方法在虚拟机规范规范中没有详细的说明，当线程执行到monitorEnter的时候，将尝试获取当前对象所对应的monitor所有权，即尝试获取对象的锁。

下面讲讲我对锁的理解：

偏向锁：
a:偏向锁的获取
大多数情况下，锁不存在多线程的竞争，而总是由同一个线程获取，为了让线程获取到锁的代价更低而引入了偏向锁，当一个线程需要访问同步代码的时候，会在栈桢中存储当前线程的线程ID，以后该线程进入和退出同步代码块的时候，不需要通过CAS进行加锁和解锁，只需要简单的检查一下栈桢中保存的线程ID是否和当前运行的线程ID一样，如果测试成功，表明线程已经获取到了锁，如果测试失败，表明有竞争，当到达安全点的时候获得偏向锁的线程被挂起，偏向锁升级为轻量级锁，然后被阻塞在安全点的线程继续往下执行代码。

b:偏向锁的释放
偏向锁只用遇到其他线程尝试竞争偏向锁的时候，持用偏向锁的线程才会释放锁，线程不会主动去释放偏向锁，偏向锁的释放，需要等到全局安全点（这个时间点上没有字节码正在执行），他会首先暂停拥有偏向锁的线程，判断锁是否是处于被锁定的状态，撤销偏向锁后恢复到未锁定的状态或轻量级的状态。

c:关闭偏向锁
偏向锁在Java6和Java7中是默认开启的，但是他在程序启动几秒钟后才激活，如果有必要，可以通过-XX:BiasedLockingStartupDelay=0来关闭，如果确定应用程序的锁通常处于竞争状态，可以通过JVM参数关闭偏向锁，-XX:UseBiasedLocking=false。那么程序会默认进入轻量级锁状态。

优缺点：
优点是加锁和解锁不需要额外的消耗，和执行非同步代码块所用的时间相差很少。缺点是如果线程间存在锁的竞争，就会带来额外的消耗，使用于一个线程访问的场景。

轻量级锁：
a:轻量级锁加锁
在线程执行到当前的同步代码的时候，JVM会现在当前线程的栈桢中创建用于存储锁记录的空间，并将对象头中的Mark Work复制到锁记录中，广发称之为Displaced Mark Word,然后尝试使用CAS将对象头中的Mark Word指向锁记录的指针，如果成功，表示当前线程获取锁，如果获取失败，表明其他线程竞争锁，当前线程尝试使用自旋来获取锁。

b:轻量级锁的解锁
轻量级锁解锁的时候，会使用原子的CAS操作将Displaced Mark Word替换回对象头，如果成功，表示没有竞争，如果失败，表明当前锁存在竞争，锁就会膨胀成重量级锁。

优缺点：
优点是竞争的线程不会阻塞，提高线程的响应的速度，缺点是如果获取不到锁，使用自旋会消耗CPU，适用与多个线程交替进入同步块的场景。

重量级锁：
Java的线程是映射到操作系统原生的线程之上的，如果要阻塞或者唤醒一个线程就需要操作系统的帮忙，这就要从用户态转换到核心态，因此需要花费更多的处理器的时间，对于简单的代码，可能状态的转换消耗的时间比用户执行代码所需要的时间还要长，所以说synchronized是Java语言的一个重量级锁。

优缺点：
优点是线程不使用自旋，不会消耗CPU,缺点是线程阻塞，响应时间慢。适用于多个线程同时进入同步代码块的场景。