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    Java类锁和对象锁实践

    感谢[jiehao]同学的投稿,投稿可将文章发送到tengfei@www.gofansmi6.com

    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:

    原创文章,转载请注明: 转载自并发编程网 – www.gofansmi6.com本文链接地址: Java类锁和对象锁实践


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    • 评论 (6)
      • 匿名
      • 2014/10/19 11:40上午

      不需要测试,理解锁机制,也就能判断出来

      • 的确无须测试,写本文的主要目的是想从代码层次直观地理解(更多的是验证性的编码)。另外就是作为其他多线程测试的一个基础demo。

    1. 不错,学习了,我转载下 http://techmi.cn/

      • kent
      • 2014/10/22 9:36下午

      .class 本身就是一个Class的实例 也是对象锁 不明白这篇文章的用意

      • 其实诚如一楼的朋友所说,如果你对Java的锁机制理解得比较透彻的话,其实这篇文章是不值得一读的,因为它只是一篇验证性的文章,而且验证的结论也不高深,三两句话就能说清楚。不过我最初动念头整理这篇文章的缘由是:我很早之前了解过这个问题,但最近想起这个问题时又不是很肻定,然后百度的时候发现绝大部分是支持类锁和对象锁是不一样的,但也有很少一部分文章或答案说二者会发生冲突,却又没发现特别合适能直接运行的代码,因此就稍微整理了一下代码进行测试。而且以前也没有写过类似的比较完整的多线程测试代码,所以也算有点收获。我觉得通过代码测试后得出的结论会印象更深刻一点。所以也就整理了一下。

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