Java轻量级锁加锁过程解析

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轻量级锁是JVM对synchronized的优化，基于CAS和栈帧Lock Record实现，适用于无/低竞争场景；流程含拷贝Mark Word、CAS替换、标记锁状态；重入时新增null记录Lock Record；自旋失败超阈值（默认10次）则升级为重量级锁。

轻量级锁是JVM对 synchronized 的重要优化，它不依赖操作系统互斥量，而是靠CAS和线程栈帧中的锁记录（Lock Record）实现，核心目标是避免线程挂起/唤醒的开销。

轻量级锁适用场景

适用于「无竞争或低竞争」的同步场景——比如多个线程交替进入同一段同步代码块，但不会同时抢锁。它不是给高并发争抢设计的，而是为错峰加锁“省资源”。

• 对象当前处于无锁状态（Mark Word锁标志位为“01”，且偏向锁标识为“0”）
• 线程第一次尝试获取该对象锁时触发轻量级锁流程
• 若已有其他线程持有该轻量级锁，新线程会自旋等待，而非立即阻塞

加锁三步走：拷贝、CAS、标记

当线程执行 synchronized(obj) 且 obj 处于无锁态时：

• 在线程当前栈帧中开辟一块空间，创建一个 Lock Record，并把 obj 对象头中的 Mark Word 拷贝进去（称作 Displaced Mark Word）
• 用 CAS 操作尝试将 obj 的 Mark Word 替换为指向该 Lock Record 的指针；若成功，说明抢锁成功
• CAS 成功后，对象 Mark Word 锁标志位被设为“00”，表示进入轻量级锁定状态，Owner 指向当前线程

锁重入怎么处理

同一个线程再次进入同一把锁的同步块（如递归调用或嵌套 synchronized），此时 CAS 会失败——因为 Mark Word 已是指向本线程 Lock Record 的指针。

• 线程检查 Mark Word 所指 Lock Record 是否属于自身；是，则确认是重入
• 在当前栈帧中再建一个 Lock Record，其中 owner 仍指向自己，Displaced Mark Word 设为 null，作为重入计数器
• 每重入一次，就多一个 null 记录的 Lock Record；退出时逐个清理

锁释放与升级条件

退出同步块时，JVM 尝试把 Lock Record 中保存的原始 Mark Word 写回对象头：

• 若 CAS 回写成功，锁释放完成，对象恢复无锁状态（或保持轻量级锁状态供下次使用）
• 若回写失败，说明期间发生过竞争——锁已被升级为重量级锁，此时需走重量级解锁逻辑（唤醒阻塞队列中的线程）
• 自旋失败阈值默认是10次（可通过 -XX:PreBlockSpin 调整），超限即触发锁膨胀：申请 Monitor、修改 Mark Word 指向 Monitor、线程进入 BLOCKED 状态

基本上就这些。轻量级锁本质是“乐观尝试+快速回退”，它让无竞争场景下的 synchronized 几乎没有额外开销，但一旦真有争抢，就会果断升级，不硬扛。

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