一、Monitor
在介绍Mark Word的时候，提到过Monitor，可以称为监视器或管程，下面我们看下它到底是个什么东西。
每个 Java 对象都可以关联一个 Monitor 对象，如果使用 synchronized 给对象上锁（重量级）之后，该对象头的Mark Word 中就被设置指向 Monitor 对象的指针。不加 synchronized 的对象不会关联Monitor。
首先通过下图展示管程的组成，以及和java对象的关系：
Monitor管程 (2).png
有一个java对象，上了一把synchronized（重量级锁），当有线程获取到锁时，其对象头中的Mark Word变成了指向Monitor的指针。（原本mark word当中的内容会存储到Monitor当中，释放时会取出这些内容再次放到mark word。）
thread3 来竞争这把锁，此时只有它自己，那么thread3将会被设置为Monitor的Owner，有且只能有一个Owner。
如果thread3持有锁的过程中，如果thread4和thread5也来竞争锁，就会添加到EntryList当中，此时线程将被阻塞（BLOCKED）。
当thread执行完同步代码块当中的内容，会唤醒EntryList当中的线程来竞争锁，此竞争是非公平的。
另外，在WaitSet当中的thread1和thread2，其状态是WAITING，表示他们之前获得过锁，但是条件不满足，此处不讲解，后面在分析wait，notify时讲解。
二、synchronized原理分析
2.1 synchronized字节码分析
在上面了解Monitor后，进入java当中的重点，synchronized的学习。
有如下代码：
static final Object object = new Object();
static int i = 0;
public static void main(String[] args) {
synchronized (object) {
i++;
}
}
2.2 轻量级锁
如开篇展示的对象Mark Word，共有5种锁的状态， 我们本小节讲解其中之一，轻量级锁相关的内容。
轻量级锁是指在满足一定的条件内，使用CAS（自旋）来尝试获取对象锁的一种机制，如果超过以下条件，则会膨胀为重量级锁：
1）在jdk1.6前，默认10次，可通过-XX:PreBlockSpin来修改，或者自旋线程数超过CPU核数的一半。
2）jdk1.6之后，引入了自适应自旋锁，次数并非一成不变。根据获取锁的成功率来决定是否能有更长的等待时间。
轻量级锁仍然是使用synchronized，用户其实是无感知的。
2.2.1 轻量级锁的上锁和释放锁
假设当前有一把对象锁lock，两个方法使用同一把锁，且add当中会调用sub()方法，如下所示：
static final Object lock = new Object();
public void add(){
synchronized (lock){
sub();
}
}
public void sub(){
synchronized (lock){
}
}
当线程尝试获取这把锁的时候，会创建锁记录（Lock Record），每个线程的栈帧（线程执行到的方法，都会生成对应的栈帧），都会包含一个锁记录的结构，可以用来存储对象的Mark Word，如下所示：
轻量级锁 (2).png
让锁记录中 Object Reference 指向锁对象，并尝试用 CAS 替换 Object 的 Mark Word，将 Mark Word 的值存入锁记录（如图上的1），并将锁记录的地址存入Object的Mark Word（如图上的2），如下所示：
轻量级锁 (1).png
如果CAS成功，对象的Mark Word将会存储Lock Record 地址 和 锁状态 00，如下图所示：
轻量级锁 (3).png
如果CAS失败，此时会有两种情况：
如果是其他线程已经持有了该轻量级锁，则表示发生竞争，此时进入锁膨胀。
如果是自己执行了 synchronized 锁重入（就像我们示例代码中的add()方法），那么再添加一条 Lock Record 作为重入的计数，只不过新添加的Lock Record中没有Object的Mark word内容，为null。如下所示：
轻量级锁 (4).png
当退出 synchronized 代码块（解锁时）如果有取值为 null 的锁记录，表示有重入，这时重置锁记录，表示重入计数减一，将null的Lock Record删除。
当退出 synchronized 代码块（解锁时）锁记录的值不为 null，这时使用 CAS 将 Mark Word 的值恢复给对象头。
成功，则解锁成功。
失败，说明轻量级锁进行了锁膨胀或已经升级为重量级锁，进入重量级锁解锁流程。
当线程使用CAS尝试对对象加锁，有两种失败情况，一种情况是自己执行了synchronized锁重入；另外一种，就是本文需要学习的重点内容：锁膨胀。
一、何为锁膨胀？
假设当前Object对象，已经被Thread1所持有，当Thread2前来竞争这把锁，满足上述条件后，会发生锁膨胀，如下图所示：
锁膨胀 (3).png
如上所示，此时Thread2来获取轻量级锁肯定失败的，所以会进入锁膨胀的流程：
1）为Object对象申请Monitor锁，Object的Mark Word指向Monitor地址；Monitor的Owner指向Thread1的锁记录。
2）Thread2进入Monitor的EntryList当中，状态变成BLOCKED。
锁膨胀 (2).png
当Thread1执行完代码块的内容后，开始释放锁，使用CAS去重置Object的Mark Word，此时会失败。因为当前对象头存储的是Monitor的地址。
所示此时会进入重量级锁的解锁过程。将Monitor的Owner设置为null，同时唤醒EntryList中的Thread-2。
二、自适应自旋锁
jdk1.6之后，引入了自适应自旋锁，在重量级锁当中，也进行了一些优化。
前面提到当发生锁膨胀后，没持有锁的线程会进入Monitor的EntryList当中进行阻塞，实际情况是，会通过自适应自旋锁进行一定次数的自旋，如果获取到锁了，就避免进入阻塞状态（会进行上下文切换）。如果没获取到锁，此时在进入阻塞状态。
自旋是占用CPU的，只有在多核CPU中才能发挥优势。
自适应自旋锁会动态调整自旋次数，获取锁成功的次数多，就会多自旋几次；如果一次都没有成功，则会可能会直接进行阻塞。
