相信大部分同学学过并发编程相关的课程都接触到了synchronized,它在并发编程中一直以元老级的角色存在，通过使用synchronized能够保证我们写的程序在多线程中能够按照我们的预期去执行，用过它的同学想必都知道这个关键字是很“笨重”的，非常消耗cpu资源，不过在jdk1.6中已经对它进行了优化，我们接下来开始学如何使用它以及jdk1.6中对他进行了哪些优化
synchronized 有哪几种使用方式？
- 普通同步方法，锁是当前实例对象
- 静态同步方法，锁是当前类的class对象
- 同步代码块，锁事synchronized 括号中的对象
其中同步代码块是通过monitorenter和monitorexit进行实现，它们分别放在同步代码块开始和结束的位置，当然这个是编译器帮我们插入的。
jvm 怎么标识线程已经获取锁呢？这得要说说java对象头了
存储对象的hashcode或锁信息 | 存储到对象类型数据的指针 | 数组长度(如果当前对象是数组) |
Mark Word | Class Metadata Address | Array length |
上面就是对象头的基本结构了，锁的状态也是存储在Mark Word中，在jdk1.6中，为了减少synchronized 获得锁和释放锁带来的性能消耗，Mark Word中锁的状态由`无锁状态``偏向锁``轻量级锁``重量级锁`组成，锁的等级一级比一级高。
注意：锁可以升级但是不能降级
什么是偏向锁？
hotspot作者研究发现，锁在大多数情况下不存在竞争，并且总是被同一个线程获取，为了让线程获得锁的代价更低，于是引入了偏向锁：当一个线程获取锁并且进入了同步代码块之后，会在当前的锁对象头中记录当前线程的线程Id，后续再次进入代码块时，只需要判断锁对象头中的线程ID是否是自己，如果是的话则不再需要进行Cas加锁和解锁，否则需要重新获取。
- 偏向锁的获取
- 线程A进入临界点前，判断对象头中Mark Word中是否存着指向本线程的偏向锁，如果有，则直接获取锁成功，进入临界区，如果不存在，则执行下一步
- Mark word的偏向锁表示位是否设置成1(当前已经是偏向锁)，如果没有，则使用CAS竞争锁，否则
- 使用CAS将对象头的偏向锁指向当前线程
- 偏向锁的撤销
- 锁撤销只会发生在锁竞争的时候并且当前没有正在执行的字节码
- 暂停拥有偏向锁的线程
- 检查拥有偏向锁的进程是否存活，如果不处于存活状态，则将对象头设置为无锁状态，否则
- 如果线程一直存活，则拥有偏向锁的栈会被执行，栈中的锁记录和对象头的Mark word要么重新偏向于其他线程，要么恢复到无无锁状态，最后唤醒暂停的线程
- 关闭偏向锁
偏向锁在jdk中默认是启用的，如果你确定你的线程中会发生锁竞争，那么你可以使用如下命令关闭偏向锁
-XX:BiasedLockingStartupDelay = 0;
轻量级锁
- 轻量级锁加锁
- 线程在执行同步代码块之前，JVM会在当前的栈桢中创建存储锁记录的空间，并将锁对象头的Mark Word内容复制到刚才创建的锁记录空间中，这一步叫做“Displaced Mark Word”，
- 然后当前线程尝试使用CAS将对象头中的Mark Word替换为指向当前锁记录空间的内存地址，
- 如果替换成功则成功获取锁，否则表示有其他线程在竞争这把锁，则
- 使用自旋的方式来获取锁。
- 轻量级锁解锁
- 使用CAS操作将获取锁之前复制的Mark Word替换回锁对象头中，如果成果成功，则表示没有竞争发生，
- 如果失败，锁就会膨胀成重量级锁，并且在使用自旋方式尝试获取轻量级锁的线程会被阻塞
- 拥有轻量级锁的线程释放锁并唤醒等待的线程，被唤醒的线程重新争夺锁，访问临界区。
为什么锁不能被降级
因为自旋锁会消耗CPU，为了避免无用的自旋操作，特别是当持有锁的线程被阻塞了，一旦锁升级为重量级锁，就不会再恢复到轻量级锁，当锁处于这个状态下，其他线程试图获取锁时，都会被阻塞住，当持有锁的线程释放锁之后，会唤醒这个阻塞的线程，被唤醒的线程重新争夺锁。
锁的优缺点对比
锁 | 优点 | 缺点 | 使用场景 |
偏向锁 | 加锁和解锁不需要额外的消耗 | 如果线程间存在竞争，则需要额外消耗 | 只有一个线程的场景 |
轻量级锁 | 竞争的线程不会阻塞，提高程序响应速度 | 自旋操作，时间过长会消耗过多的cpu | 追求响应时间，同步块中的任务执行的很快，不会长时间阻塞 |
重量级锁 | 线程竞争不使用自旋，不会消耗过多cpu | 线程阻塞，响应时间慢 | 追求吞吐量，同步块执行时间长 |
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