synchronized锁升级是jvm自动完成的单向过程：无锁→偏向锁→轻量级锁→重量级锁。首次加锁触发偏向锁（cas写入线程id，标志位01+偏向位1）；出现竞争时撤销偏向并升级为轻量级锁（标志位00，cas争抢lock record）；自旋失败或竞争加剧则升级重量级锁（标志位10，依赖monitor和os阻塞）。
Java 中 synchronized 的锁升级不是手动控制的，而是 JVM 在运行时根据对象锁的竞争情况，自动、单向地从低开销状态逐步“膨胀”到高开销状态的过程。整个路径是：**无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁**，且不可逆。
无锁到偏向锁：单线程首次加锁触发
对象刚创建时处于无锁状态，Mark Word 中锁标志位为 01，偏向位为 0。当第一个线程执行 synchronized 块时：
- JVM 检查对象头是否可偏向（未被锁定、未禁用偏向锁）
- 通过一次 CAS 将 Mark Word 改为偏向锁状态：锁标志位仍为 01，但偏向位设为 1，并写入当前线程 ID 和 epoch（偏向时间戳）
- 此后该线程再次进入同步块，只需比对线程 ID，匹配即直接执行，零同步开销
偏向锁到轻量级锁：出现第二个竞争线程时撤销并升级
当其他线程（如线程 B）尝试获取同一把锁时，发现 Mark Word 记录的是线程 A 的 ID，说明偏向被打破：
- JVM 触发“偏向撤销”，需等待全局安全点（safepoint）
- 若线程 A 已退出，对象头重置为无锁状态，线程 B 尝试获取轻量级锁
- 若线程 A 仍在运行，JVM 将其栈中相关记录拷贝，并将对象头 Mark Word 替换为指向线程 A 栈帧中 Lock Record 的指针，锁标志位变为 00
- 线程 B 同样在自己栈中新建 Lock Record，用 CAS 争抢对象头；失败则进入自旋（默认最多 10 次）
轻量级锁到重量级锁：自旋失败或竞争加剧时升级
轻量级锁适用于线程交替执行、竞争不激烈的场景。但以下任一情况会触发升级：
- 线程自旋一定次数后仍未获得锁（JDK 默认 10 次，可通过
-XX:PreBlockSpin调整） - 检测到多个线程同时自旋等待（例如第三个线程加入竞争）
- JVM 判断当前竞争已不适合用户态自旋，需交由操作系统接管
- 升级后，对象头锁标志位变为 10，Mark Word 存储指向堆中 Monitor 对象 的指针，未抢到锁的线程进入阻塞队列，由 OS 调度唤醒
注意：偏向锁在新版本中已被弃用
由于偏向锁在多线程频繁切换、GC 安全点停顿等场景反而引入额外开销，JDK 10 开始标记为 @Deprecated，JDK 15+ 默认关闭（可通过 -XX:+UseBiasedLocking 显式启用，但不推荐）。实际生产环境中，轻量级锁和重量级锁仍是主流路径。
Java免费学习笔记：立即使用
解锁 Java 大师之旅：从入门到精通的终极指南
