synchronized 的升级过程（精简 & 好笑版）

一句话总结

synchronized 的锁，会随着竞争程度一路“升职”，但只升不降。

一、synchronized 是干嘛的？

很简单：
👉 保证同一时刻，只有一个线程能干活
👉 顺便还送你一张 happens-before 的内存可见性门票

本质上，它就是在用 对象自带的监视器锁（Monitor）。

二、锁升级路线图（主线剧情）

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无锁 → 偏向锁（已退休） → 轻量级锁 → 重量级锁

记住一句话就够了：

竞争越激烈，锁越“重”。

三、四种锁，用一句话讲清楚

1️⃣ 无锁：世界很和平

  • 没人抢，直接用
  • 性能最好
  • 对象头里就是普通信息

🧘：“今天没人吵架。”

2️⃣ 偏向锁：对象只爱一个线程（已退役）

  • 第一次用锁的线程，被对象“记住”
  • 后面再来，连 CAS 都懒得做
  • Java 15+ 默认禁用，已弃用

💔：“曾经专一，现在分手。”

3️⃣ 轻量级锁：礼貌地抢

  • 多线程来了，但不算多
  • 用 CAS + 自旋
  • 运行在 用户态（Ring 3）
  • 不阻塞，先忙等一会儿

🤺：“我先转几圈看看你放不放手。”

4️⃣ 重量级锁：直接叫警察

  • 竞争太激烈了
  • 直接上 操作系统互斥锁
  • 线程 阻塞
  • 进入 内核态（Ring 0）

🚨：“别吵了，全体排队！”

四、轻量级 vs 重量级（记住这张表）

对比项 轻量级锁 重量级锁
运行位置 用户态（Ring 3） 内核态（Ring 0）
手段 CAS + 自旋 OS Mutex
线程状态 RUNNABLE BLOCKED
上下文切换 ❌ ✅
适合场景 低竞争 高竞争

一句话版：

抢得不狠，用轻量级；打成一团，上重量级。

五、锁升级阈值能调吗？

不能精确调。

JVM 内心戏很多，会自己判断：

  • 自旋次数
  • 历史竞争情况
  • CPU 忙不忙

你最多只能：

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-XX:+DisableFatLockSpin

意思是：

“重量级锁别自旋了，直接睡。”

六、Ring 0 / Ring 3 到底在说啥？

  • Ring 3（用户态）
    👉 轻量级锁、自旋、CAS
    👉 快，但得自己忙等

  • Ring 0（内核态）
    👉 重量级锁、线程阻塞
    👉 慢，但省 CPU

🧠 JVM 的哲学：

能不进内核，就不进内核。

七、为什么要搞这么复杂？

因为现实很残酷：

  • 没竞争 👉 不该付出代价
  • 低竞争 👉 不该进内核
  • 高竞争 👉 CPU 不能白烧

所以 JVM 选择：

让锁自己“看情况做人”。

八、终极总结（面试可用）

  • synchronized 不是一上来就重量级
  • 锁升级 只升不降
  • 轻量级锁在 用户态
  • 重量级锁进 内核态
  • 偏向锁 已成历史

🎯 一句话收尾：

synchronized 的本质，就是 JVM 在性能和公平之间反复横跳。