JVM 对 Java 的原生锁做了哪些优化？

JVM 对 Java 的原生锁做了哪些优化？
Java 的并发机制中，synchronized 关键字是实现线程安全最常用的方式之一。然而，synchronized 关键字在高并发场景下会带来一定的性能开销，这是因为它使用了锁机制来确保线程的互斥性。为了提高 Java 程序在高并发场景下的性能，JVM 对 Java 的原生锁（即 synchronized 关键字）做了一系列的优化。
一、偏向锁
当一个线程获取锁后，JVM 会将锁的对象头标记为偏向锁。此时，该线程可以无需竞争地获取该锁。这种情况下，锁的获取和释放不需要额外的开销，因为偏向锁会记录线程 ID，使得在该线程持有锁期间，其他线程无法获取该锁。只有在其他线程尝试获取锁时，才会升级为轻量级锁。
二、轻量级锁
当多个线程争夺锁时，JVM 会将锁标记为轻量级锁。此时，JVM 会在锁对象的对象头中记录指向线程栈中锁记录的指针，以及用于保存原始对象的指针。这样，当一个线程尝试获取该锁时，JVM 会将该线程的栈帧中的锁记录与锁对象头中的指针进行比较。如果相同，则表示该线程已经获得了该锁；否则，JVM 会使用 CAS 操作尝试将锁对象头中的指针指向当前线程的锁记录。如果 CAS 操作成功，表示当前线程成功获得了锁。否则，表示有其他线程争夺该锁，此时 JVM 会将锁升级为重量级锁。
三、重量级锁
当多个线程争夺锁时，如果无法获得锁，则会升级为重量级锁。此时，JVM 会使用操作系统的互斥量实现锁。重量级锁的开销非常大，因为需要进行用户态与内核态之间的上下文切换。
JVM 通过偏向锁、轻量级锁和重量级锁的方式，对 Java 的原生锁进行了优化，以提高程序在高并发场景下的性能。需要注意的是，锁的升级过程是由 JVM 内部的锁升级算法来决定的，应用程序员无法直接干预。此外，在实际开发中，应尽量避免使用 synchronized 关键字，以降低锁竞争的概率，提高程序性能。