JVM对Java的原生锁做了哪些优化?

JVM对Java的原生锁(即synchronized关键字)做了许多优化，其中包括：

1.偏向锁(Biased Locking)

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。

2.轻量级锁(Lightweight Locking)

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。

3.重量级锁(Heavyweight Locking)

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。

下面是一个简单的代码演示，展示了偏向锁、轻量级锁和重量级锁的使用情况。

public class SynchronizedDemo {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo demo = new SynchronizedDemo();
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            demo.increment();
        }
        System.out.println(demo.count);
    }
}

在这个示例中，我们使用synchronized关键字来对increment()方法进行同步。由于该方法是实例方法，因此锁对象是该实例对象。当多个线程同时访问该方法时，JVM会根据锁的状态来选择使用偏向锁、轻量级锁或重量级锁。具体的选择过程是由JVM内部的锁升级算法来决定的，这里不再详细展开。