Java类锁和对象锁实践

jopen 10年前

类锁和对象锁是否会冲突？对象锁和私有锁是否会冲突？通过实例来进行说明。

一、相关约定

为了明确后文的描述，先对本文涉及到的锁的相关定义作如下约定：

1. 类锁：在代码中的方法上加了static和synchronized的锁，或者synchronized(xxx.class）的代码段，如下文中的increament()；

2.对象锁：在代码中的方法上加了synchronized的锁，或者synchronized(this）的代码段，如下文中的synOnMethod()和synInMethod()；

3.私有锁：在类内部声明一个私有属性如private Object lock，在需要加锁的代码段synchronized(lock），如下文中的synMethodWithObj()。

二、测试代码

1.编写一个启动类ObjectLock

public class ObjectLock {   public static void main(String[] args) {    System.out.println("start time = " + System.currentTimeMillis()+"ms");    LockTestClass test = new LockTestClass();    for (int i = 0; i < 3; i++) {     Thread thread = new ObjThread(test, i);     thread.start();    }   }  }

2.编写一个线程类ObjThread，用于启动同步方法（注意它的run方法可能会调整以进行不同的测试）

public class ObjThread extends Thread {   LockTestClass lock;   int i = 0;     public ObjThread(LockTestClass lock, int i) {    this.lock = lock;    this.i = i;   }     public void run() {    //无锁方法  //  lock.noSynMethod(this.getId(),this);    //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式    lock.synInMethod();    //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式  //  lock.synOnMethod();    //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式  //  lock.synMethodWithObj();    //类锁方法，采用static synchronized increment的方式    LockTestClass.increment();   }  }

3.再编写一个锁的测试类LockTestClass，包括各种加锁方法

public class LockTestClass {   //用于类锁计数   private static int i = 0;      //私有锁   private Object object = new Object();     /**    * &lt;p&gt;    * 无锁方法    *    * @param threadID    * @param thread    */   public void noSynMethod(long threadID, ObjThread thread) {    System.out.println("nosyn: class obj is " + thread + ", threadId is"      + threadID);   }     /**    * 对象锁方法1    */   public synchronized void synOnMethod() {    System.out.println("synOnMethod begins" + ", time = "      + System.currentTimeMillis() + "ms");    try {     Thread.sleep(2000L);    } catch (InterruptedException e) {     e.printStackTrace();    }    System.out.println("synOnMethod ends");   }     /**    * 对象锁方法2,采用synchronized (this)来加锁    */   public void synInMethod() {    synchronized (this) {     System.out.println("synInMethod begins" + ", time = "       + System.currentTimeMillis() + "ms");     try {      Thread.sleep(2000L);     } catch (InterruptedException e) {      e.printStackTrace();     }     System.out.println("synInMethod ends");    }     }     /**    * 对象锁方法3    */   public void synMethodWithObj() {    synchronized (object) {     System.out.println("synMethodWithObj begins" + ", time = "       + System.currentTimeMillis() + "ms");     try {      Thread.sleep(2000L);     } catch (InterruptedException e) {      e.printStackTrace();     }     System.out.println("synMethodWithObj ends");    }   }     /**    * 类锁    */   public static synchronized void increament() {    System.out.println("class synchronized. i = " + i + ", time = "      + System.currentTimeMillis() + "ms");    i++;    try {     Thread.sleep(2000L);    } catch (InterruptedException e) {     e.printStackTrace();    }     System.out.println("class synchronized ends.");   }    }

三、测试结果

1.测试类锁和对象锁，ObjectThread的run方法修改如下：

public void run() {    //无锁方法  //  lock.noSynMethod(this.getId(),this);    //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式    lock.synInMethod();    //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式  //  lock.synOnMethod();    //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式  //  lock.synMethodWithObj();    //类锁方法，采用static synchronized increment的方式    LockTestClass.increament();   }

终端输出：

start time = 1413101360231ms  synInMethod begins, time = 1413101360233ms  synInMethod ends  class synchronized. i = 0, time = 1413101362233ms  synInMethod begins, time = 1413101362233ms  class synchronized ends.  synInMethod ends  class synchronized. i = 1, time = 1413101364233ms  synInMethod begins, time = 1413101364233ms  class synchronized ends.  synInMethod ends  class synchronized. i = 2, time = 1413101366234ms  class synchronized ends.

可以看到对象锁方法(synInMothod）第一次启动时比类锁方法（increament)快2秒，这是因为在synInMehtod执行时sleep了2秒再执行的increament，而这两个方法共用一个线程，所以会慢2秒，如果increament在run中放到synInMethod前面，那么第一次启动时就是increament快2秒。
而当类锁方法启动时，另一个线程时的对象锁方法也几乎同时启动，说明二者使用的并非同一个锁，不会产生竞争。
结论：类锁和对象锁不会产生竞争，二者的加锁方法不会相互影响。

2.私有锁和对象锁，ObjectThread的run方法修改如下：

public void run() {    //无锁方法  //  lock.noSynMethod(this.getId(),this);    //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式    lock.synInMethod();    //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式  //  lock.synOnMethod();    //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式    lock.synMethodWithObj();    //类锁方法，采用static synchronized increment的方式  //  LockTestClass.increament();   }

终端输出：

start time = 1413121912406ms  synInMethod begins, time = 1413121912407ms.  synInMethod ends.  synMethodWithObj begins, time = 1413121914407ms  synInMethod begins, time = 1413121914407ms.  synInMethod ends.  synMethodWithObj ends  synInMethod begins, time = 1413121916407ms.  synMethodWithObj begins, time = 1413121916407ms  synInMethod ends.  synMethodWithObj ends  synMethodWithObj begins, time = 1413121918407ms  synMethodWithObj ends

和类锁和对象锁非常类似。

结论：私有锁和对象锁也不会产生竞争，二者的加锁方法不会相互影响。

3.synchronized直接加在方法上和synchronized(this)，ObjectThread的run方法修改如下：
public void run() {    //无锁方法  //  lock.noSynMethod(this.getId(),this);    //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式    lock.synInMethod();    //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式    lock.synOnMethod();    //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式  //  lock.synMethodWithObj();    //类锁方法，采用static synchronized increment的方式  //  LockTestClass.increament();   }

终端输出：

start time = 1413102913278ms  synInMethod begins, time = 1413102913279ms  synInMethod ends  synInMethod begins, time = 1413102915279ms  synInMethod ends  synOnMethod begins, time = 1413102917279ms  synOnMethod ends  synInMethod begins, time = 1413102919279ms  synInMethod ends  synOnMethod begins, time = 1413102921279ms  synOnMethod ends  synOnMethod begins, time = 1413102923279ms  synOnMethod ends

可以看到，二者严格地串行输出（当然再次执行时先运行synInMethod还是先运行synOnMethod并不是确定的，取决于谁获得了锁）。

结论：synchronized直接加在方法上和synchronized(this)都是对当前对象加锁，二者的加锁方法够成了竞争关系，同一时刻只能有一个方法能执行。

四、参考资料：

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