Java1.5之前synchronized是一个重量级锁，Java 1.6对synchronized进行的各种优化后，synchronized并不会显得那么重了。我们先介绍重量级锁，然后介绍优化后的轻量级锁和偏向锁。

1、对象头以及Mark Word

1重量级锁

重量级的synchronized有三个用法：

普通同步方法，锁的是当前实例对象。

静态同步方法，锁的是当前类的class对象。

同步代码块，锁的是synchronized括号里配置的对象。

上述这三种机制的切换是根据竞争激烈程度进行的：

在几乎无竞争的条件下， 会使用偏向锁

在轻度竞争的条件下， 会由偏向锁升级为轻量级锁

在重度竞争的情况下，会由轻量级锁升级为重量级锁。

1.1普通同步方法用法及原理

用法：

public class SynchronizedMethod {
    public synchronized void method() {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

方法调用如下图所示：

1.当前线程调用指令将会调用当前实例对象，去检查当前实例对象（在堆中）所对应的类方法（在方法区中）方法表中的访问标志（ACC_SYNCHRONIZED）是否被设置；

2.如果设置了，那么检查此同步对象有没有被锁定，即检查它的Mark Word的锁标志位是不是01，则虚拟机首先在当前线程的栈中创建我们称之为“锁记录（Lock Record）”的空间，用于存储锁对象的Mark Word的拷贝，官方把这个拷贝称为Displaced Mark Word。

3.执行线程将通过Displaced Mark Word中指向重量级锁的指针，找到Monitor对象的起始地址，获取到monitor对象，获取成功之后才能执行方法体，方法执行完后再释放monitor。在方法执行期间，其他任何线程都无法再获得同一个monitor对象。

1.2同步代码块用法及原理

用法：

public static class SynchronizedMethod {
    public synchronized void method() {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

在类中如果某方法或某代码块中有 synchronized，那么在生成一个该类实例后，该实例也就有一个单独的Monitor对象，而static synchronized则是所有该类的所有实例公用得一个Monitor对象。

2偏向锁

大多数情况下，锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得，偏向锁可以降低多次加锁解锁的开销。

偏向锁会偏向于第一个获得它的线程，如果在接下来的执行过程中，该锁没有被其他的线程获取，则持有偏向锁的线程将永远不需要同步。大多数情况下，锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得，为了让线程获得锁的代价更低而引入了偏向锁。

当有另外一个线程去尝试获取这个锁时，偏向模式就宣告结束。根据锁对象目前是否处于被锁定的状态，撤销偏向后恢复到未锁定或轻量级锁定状态。

3轻量级锁

4总结

synchronized的执行过程：

1. 检测Mark Word里面是不是当前线程的ID，如果是，表示当前线程处于偏向锁

2. 如果不是，则使用CAS将当前线程的ID替换Mard Word，如果成功则表示当前线程获得偏向锁，置偏向标志位1

3. 如果失败，则说明发生竞争，撤销偏向锁，进而升级为轻量级锁。

4. 当前线程使用CAS将对象头的Mark Word替换为锁记录指针，如果成功，当前线程获得锁

5. 如果失败，表示其他线程竞争锁，当前线程便尝试使用自旋来获取锁。

6. 如果自旋成功则依然处于轻量级状态。

7. 如果自旋失败，则升级为重量级锁。

上面几种锁都是JVM自己内部实现，当我们执行synchronized同步块的时候jvm会根据启用的锁和当前线程的争用情况，决定如何执行同步操作；

在所有的锁都启用的情况下线程进入临界区时会先去获取偏向锁，如果已经存在偏向锁了，则会尝试获取轻量级锁，启用自旋锁，如果自旋也没有获取到锁，则使用重量级锁，没有获取到锁的线程阻塞挂起，直到持有锁的线程执行完同步块唤醒他们；

偏向锁是在无锁争用的情况下使用的，也就是同步开在当前线程没有执行完之前，没有其它线程会执行该同步块，一旦有了第二个线程的争用，偏向锁就会升级为轻量级锁，如果轻量级锁自旋到达阈值后，没有获取到锁，就会升级为重量级锁；

如果线程争用激烈，那么应该禁用偏向锁。