一. 問題背景
面試的過程中可能會問到“鎖升級的過程”。
二. 鎖升級的過程
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鎖的狀態有無鎖、偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖。鎖的狀態會隨着鎖的競爭升級，這是一個不可逆的過程。
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代碼進入同步塊的時候，首先在棧幀中創建一個鎖記錄（Lock Record），鎖記錄是一個數據結構。鎖對象的Mark Word會被複制到鎖記錄中，此時鎖記錄中稱爲Displaced Mark Word。
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一開始是無鎖狀態，對象鎖的對象頭Mark Word中的鎖標記是01，是否偏向鎖的位置上是0。當鎖對象第一次被線程獲取的時候，鎖對象的Mark Word中的是否偏向鎖的位置上變爲1，鎖標記仍爲01。通過使用CAS操作將當前線程的線程ID設置到鎖對象的Mark Word中，如果設置成功了，那麼當前線程得到了這個鎖對象了，可以執行同步代碼塊的代碼，以後每次進入這個鎖相關的同步塊時，都可以不再使用任何操作（比如lock，cas之類），此時處於偏向鎖狀態。當有另一個線程嘗試獲取偏向鎖時，偏向模式宣告結束。根據鎖對象目前是否處於鎖定狀態，撤銷偏向後恢復到未鎖定狀態或者輕量級鎖定的狀態。
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當有一條線程嘗試獲取處於輕量級鎖的鎖對象時，首先在棧幀中創建鎖記錄，然後將鎖對象的Mark Word複製到鎖記錄中，然後使用CAS操作（一般是10次）把鎖對象的Mark Word設置爲指向鎖記錄的指針，如果設置成功（後面的自旋次數相應提高，這就是適應性自旋），那麼這個線程就擁有該對象的鎖，並且對象的Mark Word的鎖標誌位變爲了00。如果設置失敗，那麼首先檢查對象的Mark Word是否指向當前線程的棧幀，如果是則說明當前線程已經擁有這個對象的鎖，可以直接進入同步塊執行，否則說明則這個鎖對象已經被其他線程佔用了。那麼輕量級鎖膨脹爲重量級鎖。鎖對象的Mark Word中鎖標誌變爲10，Mark Word指向重量級鎖，後面等待鎖的線程也進入阻塞狀態。
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輕量級鎖的解鎖過程通過CAS操作進行。如果鎖對象的Mark Word仍指向線程的鎖記錄，那麼通過CAS操作把對象的Mark Word與線程中複製得來的Displaced Mark Word替換回來。如果替換成功，那麼解鎖成功；否則在釋放鎖的同時，要喚醒阻塞的線程。