偏向锁、轻量级锁和重量级锁是Java中synchronized关键字的三种锁状态，用于优化多线程环境下的性能。以下是它们的简要说明：
1. 偏向锁（Biased Locking）
- 目的：减少无竞争时的锁开销。
- 适用场景：只有一个线程访问同步代码块。
- 机制：
- 首次获取锁时，JVM将锁偏向该线程，后续无需同步操作。
- 若有其他线程竞争，偏向锁会升级为轻量级锁。
- 优点：无竞争时性能最佳。
2. 轻量级锁（Lightweight Locking）
- 目的：减少多线程轻度竞争时的锁开销。
- 适用场景：多个线程交替访问同步代码块，竞争不激烈。
- 机制：
- 通过CAS操作尝试获取锁，成功则继续执行。
- 失败则自旋等待，若自旋失败，锁升级为重量级锁。
- 优点：竞争不激烈时性能较好。
3. 重量级锁（Heavyweight Locking）
- 目的：处理高竞争情况。
- 适用场景：多个线程激烈竞争同一锁。
- 机制：
- 未获取锁的线程会被阻塞，进入等待队列，直到锁释放后被唤醒。
- 依赖操作系统互斥量（Mutex），开销较大。
- 优点：高竞争下仍能保证线程安全。
4. 锁升级过程
- 无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁
- JVM根据竞争情况动态调整锁状态，以平衡性能和安全性。
5. 总结
- 偏向锁：无竞争时性能最佳。
- 轻量级锁：轻度竞争时性能较好。
- 重量级锁：高竞争时确保线程安全，但开销较大。
理解这些锁状态有助于优化多线程程序的性能。
