Java中synchronized锁升级由JVM自动完成，路径为无锁→偏向锁→轻量级锁→重量级锁，单向不可逆，通过对象头Mark Word状态变化驱动，旨在平衡不同并发强度下的性能与正确性。
Java 中 synchronized 的锁升级不是程序员手动控制的，而是 JVM 在运行时根据线程竞争情况自动完成的优化过程。整个路径是单向不可逆的：无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁，每一步升级都由对象头（Mark Word）的状态变化驱动，核心目标是在不同并发强度下平衡性能与正确性。
偏向锁：单线程场景下的零开销优化
当一个线程首次进入 synchronized 块时，JVM 检查对象是否处于无锁状态（Mark Word 锁标志位为 01），然后通过一次 CAS 将其设为偏向锁：记录当前线程 ID、设置偏向标志位（101）。此后该线程再次进入，只需比对 Mark Word 中的线程 ID，无需任何同步操作。
- 适用：getter/setter、单线程初始化等几乎无竞争的场景
- 撤销触发：其他线程尝试获取该锁；或到达全局安全点（safepoint）时批量撤销
- 注意：JDK 15+ 默认禁用，JDK 10 起已标记为 deprecated
轻量级锁：低竞争下的自旋争抢
一旦发生竞争（比如第二个线程来抢锁），JVM 撤销偏向状态，并在线程栈中创建 Lock Record，尝试用 CAS 将对象头替换为指向该记录的指针（锁标志位变为 00）。
- 成功：获得锁，直接执行
- 失败：进入自旋等待（默认最多 10 次），不挂起线程，避免内核态切换
- 升级条件：自旋失败、或检测到多个线程在等待，说明竞争加剧
重量级锁：高竞争下的操作系统级阻塞
当轻量级锁自旋耗尽，JVM 将锁膨胀为重量级锁：对象头指向堆中的 Monitor 对象（锁标志位 10），未获锁线程进入 Monitor 的 EntryList 并被操作系统挂起（BLOCKED 状态）。
- Monitor 底层调用 pthread_mutex（Linux）或 CriticalSection（Windows）
- 所有后续同步操作都走此路径，不再降级或回退
- 可通过
jstack观察线程状态为BLOCKED，对应持有 Monitor 的线程
无锁状态：初始起点，非“没有同步”
对象刚创建时，Mark Word 中锁标志位为 01，未记录任何线程信息，也不含锁结构。此时若线程进入 synchronized，就触发第一次升级。它不是“不需要同步”，而是“尚未被任何线程锁定”的待机状态。
整个升级过程完全由 JVM 自动决策，开发者无法干预。但可通过 -XX:+PrintBiasedLockingStatistics 等参数观察偏向锁使用情况，结合 jstack 和对象头分析工具（如 JOL）辅助诊断锁行为。不复杂但容易忽略。
