synchronized锁升级完全依赖对象头mark word的64位内存位语义切换：无锁（01）、偏向锁（01+偏向标识）、轻量级锁（00）、重量级锁（10），通过cas原地覆盖实现单向升级，状态识别仅需读取末2–3位。
synchronized 锁升级过程在 JVM 内部完全依赖对象头中的 Mark Word 实时记录和切换状态，不是靠额外字段或外部表，而是通过复用同一块 64 位内存（64 位 JVM）的不同位含义来实现的。
Mark Word 是锁状态的唯一存储载体
每个 Java 对象在堆中都有固定结构的对象头，其中 Mark Word 占 8 字节（64 bit）。JVM 不新增字段、不改布局，只动态解释这 64 位的语义：
- 无锁时：存放哈希码（hashCode）、GC 分代年龄、锁标志位 01
- 偏向锁时：覆盖为线程 ID（54 bit）、epoch（2 bit）、分代年龄、偏向标识 1、锁标志位 01
- 轻量级锁时：替换为指向当前线程栈中 Lock Record 的指针（62 bit），锁标志位变为 00
- 重量级锁时：再替换为指向堆中 ObjectMonitor 对象的指针（62 bit），锁标志位变为 10
所有状态变更都通过原子操作（如 CAS）直接修改 Mark Word 的值，JVM 在执行 monitorenter 或 monitorexit 指令时实时读取并判断最后 2–3 位来决定走哪条锁逻辑路径。
关键位组合决定当前锁类型
JVM 判断锁状态只看 Mark Word 的末尾几位，核心规则如下：
- 最后两位是 01：需结合倒数第三位（偏向锁标识）区分——为 0 是无锁，为 1 是偏向锁
- 最后两位是 00：一定是轻量级锁
- 最后两位是 10：一定是重量级锁
- 最后两位是 11：表示 GC 标记中，非锁状态
这种设计让 JVM 无需查表、不维护状态机，仅靠一次内存读取 + 位运算即可完成状态识别，开销极低。
锁升级就是 Mark Word 的原地重写
升级不是创建新对象或分配新结构，而是对同一地址的 Mark Word 做覆盖写入：
- 偏向锁撤销：用 CAS 将原偏向线程 ID 替换为轻量级锁所需的栈帧指针
- 轻量级锁膨胀：当自旋失败，JVM 分配 ObjectMonitor 对象，再用 CAS 将其地址写入 Mark Word
- 所有写入都带版本检查（如 epoch 比较）或重试机制，确保并发安全
一旦写入成功，后续所有线程访问该对象时，都会按新 Mark Word 解释出对应锁行为——比如看到 10 就去操作 OS mutex，看到 00 就进入自旋循环。
注意：升级不可逆，但 Mark Word 可被复用
锁升级是单向的（无锁 → 偏向 → 轻量 → 重量），但 Mark Word 本身会在锁释放后逐步“退化”语义：
- 重量级锁释放后，若无竞争，可能回到无锁状态（写回哈希码 + 01）
- 但已升级过的对象不会再自动变回偏向锁——偏向锁需在类加载阶段开启且满足批量重偏向条件才可能重新启用
- 真正不可逆的是锁的“重量级化”行为，不是 Mark Word 内存本身
本质上，JVM 把锁状态压缩进对象头一个字，靠位语义切换实现零成本状态映射，这是锁优化能落地的物理前提。
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