2.3.1 类锁和对象锁
面试官问这个，主要是考察你对锁作用域和内存模型的敏感度。
对象锁（实例锁）：
用法：修饰普通实例方法，或者
synchronized(this)。本质：锁的是当前对象的实例（Object）。
场景：不同实例对象之间的锁互不干扰。
类锁（全局锁）：
用法：修饰
static静态方法，或者synchronized(MyClass.class)。本质：锁的是当前类的Class 对象（在 JVM 中全局唯一）。
场景：锁住整个类，无论 new 了多少个实例，都共用这一把锁。
面试连环问：“如果一个类里有一个
synchronized静态方法和一个synchronized实例方法，两个线程能同时执行吗？”答：能。因为它们锁的根本不是同一个对象（一个是 Class 对象，一个是实例对象）。
2.3.2 synchronized 的优化（JVM 的极限微操）
早期synchronized是一把“重量级锁”，直接调用 OS 的互斥量（Mutex），涉及用户态和内核态的切换，极其耗时。JDK 1.6 引入了“锁膨胀”和“锁消除”等机制。
2.3.2.1 锁消除 (Lock Elimination)
原理：JIT 编译器在编译时，通过逃逸分析（Escape Analysis）发现某段代码中的锁对象不可能被多个线程共享（即没有逃逸出当前线程）。
面试案例：在方法内部
new了一个StringBuffer并不断append。StringBuffer内部是用synchronized修饰的，但因为它只是局部变量，JIT 会直接把它的锁干掉，直接执行原生的非安全方法，极大提升性能。
2.3.2.2 锁膨胀/粗化 (Lock Coarsening)
原理：如果 JVM 发现有一连串连续的、对同一个对象的“加锁-解锁”操作（比如在
for循环里synchronized），频繁加解锁同样耗时。JVM 会将锁的范围扩大到整个循环外部。面试案例：
java
for (int i = 0; i < 100; i++) { synchronized(lock) { /* 做点小事 */ } } // JVM 优化后： synchronized(lock) { for (int i = 0; i < 100; i++) { /* 做点小事 */ } }
2.3.2.3 锁升级 (Lock Escalation) —— 必考核心
为了让锁的代价与竞争激烈程度相匹配，锁的状态只能升不能降：
无锁：对象刚创建。
偏向锁：只有一个线程访问。Mark Word 记录该线程 ID。后续该线程再次进入，比对 ID 即可，零开销（注意：由于维护成本高，JDK 15 后默认废弃）。
轻量级锁：出现多线程交替获取。利用CAS自旋获取锁，不进入内核态阻塞线程。适合执行极快的同步块。
重量级锁：竞争激烈，自旋超过一定次数（或线程数太多）。向操作系统申请互斥量（Mutex），没抢到锁的线程进入内核态阻塞，性能最差但不耗 CPU。
2.3.3 synchronized 的实现原理（看懂字节码与对象头）
2.3.3.1 MarkWord（对象头里的变色龙）
这是理解锁升级的物理载体。Java 对象头（Object Header）中的 Mark Word 在 64 位 JVM 下占 64 bit，它为了节省内存，复用了这块空间，根据锁的状态记录不同的信息：
无锁：记录对象的 HashCode、分代年龄。锁标志位
01。偏向锁：记录持有锁的线程 ID、Epoch。偏向标志位
1，锁标志位01。轻量级锁：记录指向线程栈中 Lock Record 的指针。锁标志位
00。重量级锁：记录指向底层
ObjectMonitor对象的指针。锁标志位10。
(面试加分项：说明synchronized修饰代码块时，底层字节码使用monitorenter和monitorexit指令；修饰方法时，底层使用ACC_SYNCHRONIZED标志位。)
2.3.3.2 查看锁对象 MarkWord（实战工具）
面试官可能会问：“你平时怎么证明锁升级了？”
答：引入JOL (Java Object Layout)库。代码中调用
ClassLayout.parseInstance(obj).toPrintable()。通过打印出来的二进制，可以直观地看到锁标志位从01变00再变10的全过程。
2.3.4 查看 ObjectMonitor（重量级锁的真面目）
当锁升级到重量级锁时，Mark Word 里存的指针指向的就是 C++ 底层的一个复杂结构体：ObjectMonitor（位于 HotSpot 源码objectMonitor.hpp）。
它的核心内部结构（面试高频）：
_owner：指向当前持有锁的线程。_cxq：竞争队列（Contention Queue），单链表。新来的、抢锁失败的线程会被放入这里。_EntryList：候选队列，存放从_cxq转移过来、准备竞争锁的线程。_WaitSet：等待集合，存放调用了Object.wait()方法被挂起的线程。
底层执行流程：
线程执行
monitorenter，尝试把_owner设置为自身。如果
_owner为空，获取锁成功。如果不为空，该线程会被封装成
ObjectWaiter节点，放入_cxq队列。底层通过调用操作系统的
park()方法（本质是 Linux 的futex系统调用），将该线程挂起（进入内核态阻塞）。持有锁的线程执行完毕后，释放锁，并唤醒
_cxq或_EntryList里的线程去抢锁。
💡 面试闭环：将知识点串联
如果面试官问：“聊聊synchronized的优缺点？”
高级回答：
“早期的synchronized因为直接调用操作系统的互斥量，导致频繁的用户态与内核态切换，性能很差。但自从 JDK 1.6 引入了锁升级机制后，它变得更加智能化：只有一个线程时用偏向锁（无开销），交替执行时用轻量级锁（CAS 自旋，用户态），只有竞争极其激烈时才升级为重量级锁（调用 ObjectMonitor，进入内核态阻塞）。
再加上 JIT 编译器的锁消除和锁粗化优化，现在的synchronized性能已经非常优异，在大多数简单的互斥场景下，甚至比ReentrantLock更好，因为它是 JVM 原生支持的，不需要手动释放锁，极大降低了死锁风险。”
