重量级锁和轻量级锁是synchronized在不同竞争强度下的动态状态，由JVM自动升级：轻量级锁通过CAS+自旋避免内核态切换，自旋失败则升级为重量级锁，后者借助操作系统Mutex挂起线程，保障高竞争下的安全与公平，且升级不可逆。
Java 中的重量级锁和轻量级锁不是独立配置的两种锁，而是同一把 synchronized 锁在不同竞争强度下动态呈现的**状态**。升级过程完全由 JVM 自动完成，核心目标是：**无竞争时零开销，轻度竞争时避免内核态切换，重度竞争时保障公平与安全**。
轻量级锁如何工作：用自旋代替阻塞
当偏向锁被撤销（比如第二个线程来抢锁），或对象初始就不支持偏向锁时，JVM 就会尝试使用轻量级锁：
- 线程在自己的栈帧中创建一个 Lock Record（锁记录），里面存有当前对象 Mark Word 的拷贝
- 通过 CAS 操作，尝试把对象头的 Mark Word 替换为指向该 Lock Record 的指针（标志位设为 00）
- 若 CAS 成功，表示抢锁成功；失败则说明已有其他线程在竞争，进入自旋等待
- 自旋不是无限的——JVM 根据历史表现自适应调整次数（默认约 10 次），超时仍未获取到锁，就触发升级
重量级锁何时登场：从自旋到挂起
当轻量级锁的自旋失败、竞争持续加剧，JVM 就会把锁“膨胀”为重量级锁：
- 对象头 Mark Word 被更新为指向一个 ObjectMonitor 结构体的指针（标志位变为 10）
- ObjectMonitor 是 JVM 在堆上分配的同步原语，内部包含
_owner（持有者）、_entryList（等待获取锁的线程队列）、_waitSet（调用wait()的线程队列）等字段 - 后续竞争线程不再自旋，而是被
pthread_mutex_lock等系统调用挂起，进入操作系统调度队列，等待被唤醒 - 此时发生用户态 → 内核态切换，上下文切换开销显著上升（微秒级），但换来的是 CPU 资源释放和更稳定的线程调度
升级不可逆，但优化不止于升级
锁一旦升级为重量级，就不会再降回轻量级或偏向锁——这是为了简化状态管理、避免反复判断带来的额外开销。不过 JVM 还配套了其他优化手段来缓解重量级锁压力：
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- 锁消除：JIT 编译器通过逃逸分析发现某个锁对象只在单线程内使用，直接删掉同步逻辑
- 锁粗化：把多个连续的小同步块合并成一个大同步块，减少频繁加锁/解锁次数
- 自适应自旋：并非固定次数，而是根据前几次自旋是否成功动态调整，提升命中率
