第二章 Java并发机制的底层实现原理（二）
Java对象头
Java对象头中以一字宽的长度存储Mark Word，里面包含了对象的hashCode，分代年龄和锁标记位，Mark Word在32位JVM中的默认存储结构如下：
运行期间，Mark Word的数据类型会随着锁标记位的改变而改变，一共有四种情况：
锁的级别从低到高依次是，无锁，偏向锁，轻量级锁，重量级锁，其中偏向锁和轻量级锁是在Java1.6时引入的，这几个状态会随着竞争情况逐渐升级，且只能升级不能降级，下面来逐一讨论。
在此之前先解释一下CAS的概念，具体的描述会在之后的章节中提到，现在只是帮助理解下面的内容：
CAS是compare and swap的缩写，中文翻译成比较并交换。CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。 如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值 。否则，处理器不做任何操作。无论哪种情况，它都会在 CAS 指令之前返回该位置的值（在 CAS 的一些特殊情况下将仅返回 CAS 是否成功，而不提取当前值）。CAS 有效地说明了“我认为位置 V 应该包含值 A；如果包含该值，则将 B 放到这个位置；否则，不要更改该位置，只告诉我这个位置现在的值即可。”
偏向锁
大多数情况下，锁不仅不存在资源竞争，而且总是由同一个线程多次获取，为了降低开销，java引入了偏向锁，当一个线程访问同步块时获取锁，同时会在该锁的对象头中存储自己的线程ID，此后线程在进入和退出同步块只需简单测试一下该锁的Mark Word里的线程ID是否和自身相符，如果相符，则表示已经获得该锁，如果不符，则需要测试锁标志位，如果还是偏向锁，就将线程ID设置成当前线程ID，如果不是偏向锁，则需要使用CAS竞争锁（下面会介绍）。
偏向锁的撤销
偏向锁会等到出现其他线程竞争的时候才释放锁，当有其他线程竞争时，会首先暂停拥有该锁的线程，检查该线程是否存活，如果该线程不处于活动状态，则将对象头设置为无锁状态，如果线程仍然活着，要么是锁对象中的线程ID重新偏向于其他线程，要么恢复到无锁状态或将对象标记为不适合偏向锁。
轻量级锁
轻量级锁加锁
JVM会在当前线程的栈帧中创建用于存储锁记录的空间，并将对象头中的Mark Word复制到锁记录中，然后线程尝试使用CAS将对象头中的Mark Word替换为指向锁记录的指针，如果成功，当前线程获得锁，如果失败，表示其他线程竞争锁，当前线程尝试使用自旋获得锁。
自旋：线程一般有等待，就绪，运行，阻塞几个状态，线程自旋的意思就是，在线程所需的锁被占用时，线程会不断询问锁是否被释放，保持运行避免进入阻塞状态，这样的话锁一旦被释放，线程能快速响应，提高效率，但同时也造成了一定的资源浪费，适合在锁竞争不激烈的情况下使用。就好比你去拜访一个人，发现他没在家，正常情况下就是先回去，过两天再来拜访，但如果知道主人一会就回来，那在门口等一会儿会更好一点。
轻量级锁解锁
解锁时，会使用原子的CAS操作将Mark Word替换回到对象头，如果成功，则表示没有竞争发生，如果失败，表示当前锁存在竞争，锁就会膨胀为重量级锁，以下是两个线程同时争夺锁导致锁膨胀的流程图：
因为自旋会消耗CPU，为了避免无用的自旋，一旦锁级别升级到重量级锁，就不会恢复到原来轻量级锁的状态了，在重量级锁的状态下，凡是其他线程试图获取锁时，都会被阻塞（这样会导致响应时间变慢），当持有锁的线程释放锁时会唤醒这些线程，之后这些线程会进行新一轮的竞争。
