鎖一共有4種狀態，級別從低到高依次是：無鎖狀態、偏向鎖狀態、輕量級鎖狀態和重量級鎖狀態，這幾個狀態會隨着競爭情況逐漸升級。鎖可以升級也可以降級，不過降級的條件特別苛刻，當JVM進入安全點（SafePoint） 的時候， 會檢查是否有閒置的Monitor， 然後試圖進行降級。
一、鎖的分類
1、⽆鎖狀態
⽆鎖就是沒有對資源進⾏鎖定，任何線程都可以嘗試去修改它
2、偏向鎖狀態
偏向鎖會偏向於第⼀個訪問鎖的線程，如果在接下來的運⾏過程中，該鎖沒有被其他的線程訪問，則持有偏向鎖的線程將永遠不需要觸發同步。
偏向鎖在資源⽆競爭情況下消除了同步語句，連CAS操作都不做，提⾼了程序的運⾏性能
偏向鎖使用了一種等到競爭出現才釋放鎖的機制，所以當其他線程嘗試競爭偏向鎖時，持有偏向鎖的線程纔會釋放鎖。偏向鎖的撤銷，需要等待全局安全點（在這個時間點上沒有正在執行的字節碼）
偏向鎖的獲得與撤銷的過程
（1）⼀個線程在第⼀次進⼊同步塊時，會在對象頭和棧幀中的鎖記錄⾥存儲鎖的偏向的
線程ID。
（2）當下次該線程進⼊這個同步塊時，會去檢查鎖的Mark Word⾥⾯是不是放
的⾃⼰的線程ID。
（3）如果是，表明該線程已經獲得了鎖，以後該線程在進⼊和退出同步塊時不需要花費
CAS操作來加鎖和解鎖
（4）如果不是，就代表有另⼀個線程來競爭這個偏向鎖。這個時候會嘗試使⽤CAS來替換Mark Word⾥⾯的線程ID爲新線程的ID，這個時候要分兩種情況：
成功，表示之前的線程不存在了， Mark Word⾥⾯的線程ID爲新線程的ID，鎖不會升級，仍然爲偏向鎖；
失敗，表示之前的線程仍然存在，那麼暫停之前的線程，設置偏向鎖標識爲0，並設置鎖標誌位爲00，升級爲輕量級鎖，會按照輕量級鎖的⽅式進⾏競爭鎖。
偏向鎖的獲得與撤銷流程圖
3、輕量級鎖狀態
多個線程在不同時段獲取同⼀把鎖，即不存在鎖競爭的情況，也就沒有線程阻塞。
針對這種情況，JVM採⽤輕量級鎖來避免線程的阻塞與喚醒。
輕量級鎖的升級過程
（1）如果⼀個線程獲得鎖的時候發現是輕量級鎖，會把鎖的Mark Word複製到⾃⼰的Displaced Mark Word⾥⾯。
（2）然後線程嘗試⽤CAS將鎖的Mark Word替換爲指向鎖記錄的指針。
如果成功，當前線程獲得鎖，
如果失敗，表示Mark Word已經被替換成了其他線程的鎖記錄，說明在與其它線程競爭鎖，當前線程就嘗試使⽤⾃旋來獲取鎖。⾃旋到⼀定程度（和JVM、操作系統相關），依然沒有獲取到鎖，稱爲⾃旋失敗，那麼這個線程會阻塞。同時這個鎖就會升級成重量級鎖
⾃旋是需要消耗CPU的，JDK採⽤了更聰明的⽅式——適應性⾃旋，簡單來說就是線程如果⾃旋成功
了，則下次⾃旋的次數會更多，如果⾃旋失敗了，則⾃旋的次數就會減少
4、重量級鎖狀態
重量級鎖依賴於操作系統的互斥量（mutex） 實現的，⽽操作系統中線程間狀態的轉換需要相對⽐較⻓的時間，所以重量級鎖效率很低，但被阻塞的線程不會消耗CPU
當調⽤⼀個鎖對象的 wait 或 notify ⽅法時，如當前鎖的狀態是偏向鎖或輕量級鎖則會先膨脹成重量級鎖
輕量級鎖及膨脹流程圖
二、鎖的升級流程
每⼀個線程在準備獲取共享資源時
（1）檢查MarkWord⾥⾯是不是放的⾃⼰的ThreadId ,如果是，表示當前線程是處於 “偏向鎖” 。
（2）如果MarkWord不是⾃⼰的ThreadId，鎖升級，這時候，⽤CAS來執⾏切換，新的線程根據MarkWord⾥⾯現有的ThreadId，通知之前線程暫停，之前線程將Markword的內容置爲空。
（3）兩個線程都把鎖對象的HashCode複製到⾃⼰新建的⽤於存儲鎖的記錄空間，接着開始通過CAS操作， 把鎖對象的MarKword的內容修改爲⾃⼰新建的記錄空間的地址的⽅式競爭MarkWord。
（4）第三步中成功執⾏CAS的獲得資源，失敗的則進⼊⾃旋 。
（5）⾃旋的線程在⾃旋過程中，成功獲得資源(即之前獲的資源的線程執⾏完成並釋放了共享資源)，則整個狀態依然處於 輕量級鎖的狀態，如果⾃旋失敗 。
（6）進⼊重量級鎖的狀態，這個時候，⾃旋的線程進⾏阻塞，等待之前線程執⾏完成並喚醒⾃⼰。
三、鎖的優缺點對比
| 鎖 | 優點 | 缺點 | 使用場景 |
|---|---|---|---|
| 偏向鎖 | 加鎖和解鎖不需要額外的消耗，和執行非同步方法比僅存在納秒級的差距 | 如果線程間存在鎖競爭，會帶來額外的鎖撤銷的消耗 | 適用於只有一個線程訪問同步塊場景 |
| 輕量級鎖 | 競爭的線程不會阻塞，提供了程序的響應速度 | 如果始終得不到鎖競爭的線程，使用自旋會消耗CPU | 追求響應時間，同步塊執行速度非常快 |
| 重量級鎖 | 線程競爭不適用自旋，不會消耗CPU | 線程阻塞，響應時間緩慢 | 追求吞吐量，同步塊執行速度較長 |