synchronized 锁的升级过程是 Java 虚拟机（JVM）为了提高多线程并发性能而引入的一种优化策略。这个过程通过减少锁竞争的代价，提升了锁的效率。Java 中的 synchronized 锁从轻量级锁到重量级锁有一个逐步升级的过程，下面是锁的升级过程详细描述：

1. 无锁状态（No Lock）

当多个线程访问共享资源时，如果没有其他线程竞争该资源，JVM 会认为该资源不需要加锁。此时，线程可以安全地访问共享变量，而不需要进行加锁操作。

2. 偏向锁（Biased Locking）

偏向锁是 Java 6 引入的一种优化机制，旨在避免无竞争的情况下使用锁。具体来说，如果一个线程访问某个对象并获得了该对象的锁，那么 JVM 会将该对象的锁标记为“偏向”该线程，即使之后该线程多次访问这个对象，也不需要再进行加锁操作，锁会一直偏向这个线程。

• 偏向锁适用于线程访问的对象没有竞争的情况。
• 如果对象的偏向锁已经获得，当另一个线程尝试获取该对象锁时，偏向锁会被撤销，锁升级为轻量级锁。

偏向锁的优势是大大减少了无竞争情况下的锁操作，提升了性能。

3. 轻量级锁（Lightweight Locking）

当多个线程竞争同一个对象的锁时，JVM 会使用轻量级锁。轻量级锁的实现依赖于 CAS（Compare and Swap）操作，它会使用一个称为 lock 的标志位来尝试获取锁。

• 如果某个线程发现该对象的锁为空（即没有其他线程持有锁），它会通过 CAS 操作来设置锁，并进入临界区。
• 如果有其他线程竞争该锁，轻量级锁就会失败，锁会升级为重量级锁。

轻量级锁的优点是，当没有线程竞争时，它几乎不产生任何性能开销，并且其性能优于偏向锁。

4. 重量级锁（Heavyweight Locking）

当轻量级锁失败，或多个线程竞争同一个锁时，JVM 会将锁升级为重量级锁（即操作系统层面的互斥锁）。在重量级锁下，线程需要通过操作系统的线程调度来获取锁，这会引起线程的上下文切换和较高的开销。

• 当锁是重量级锁时，只有一个线程能够持有该锁，其他线程必须等待，直到持有锁的线程释放锁。

重量级锁的开销较大，因此它通常在高竞争场景下发生，当多线程竞争资源频繁时，锁会被提升为重量级锁。

锁升级过程总结：

• 无锁状态：没有竞争时，不需要加锁。
• 偏向锁：如果一个线程独占资源，锁会偏向该线程，避免其他线程获取锁。
• 轻量级锁：当多个线程竞争锁时，使用 CAS 实现轻量级锁。
• 重量级锁：如果轻量级锁失败或竞争激烈，锁升级为重量级锁，导致较高的性能开销。

锁升级的触发条件：

• 偏向锁：当锁没有竞争时，锁偏向当前线程。如果有其他线程竞争，偏向锁会被撤销。
• 轻量级锁：当多个线程竞争同一资源时，偏向锁会升级为轻量级锁。
• 重量级锁：如果轻量级锁的 CAS 操作失败，或者锁竞争非常激烈，锁会升级为重量级锁。

锁降级：

• 锁降级通常发生在持有锁的线程释放锁时。虽然 JDK 中没有提供明确的锁降级机制，但可以通过一些设计（例如通过 synchronized 方法和块在不同的作用域内使用）间接实现“降级”效果。例如，在使用可重入锁（ReentrantLock）时，线程可以在同一锁上进行加锁和释放锁的操作，避免了过度的锁竞争。