Java 类锁、对象锁、私有锁

时间:2021-03-26 20:11:46

3.6 Java类锁、对象锁、私有锁、隐式锁


类锁对象锁是否会冲突?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


  1. public class ObjectLock {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. System.out.println("start time = " + System.currentTimeMillis()+"ms");
  4. LockTestClass test = new LockTestClass();
  5. for (int i = 0; i < 3; i++) {
  6. Thread thread = new ObjThread(test, i);
  7. thread.start();
  8. }
  9. }
  10. }

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)


  1. public class ObjThread extends Thread {
  2. LockTestClass lock;
  3. int i = 0;
  4. public ObjThread(LockTestClass lock, int i) {
  5. this.lock = lock;
  6. this.i = i;
  7. }
  8. public void run() {
  9. //无锁方法
  10. //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);
  11. //对象锁方法1,采用synchronized synInMethod的方式
  12. lock.synInMethod();
  13. //对象锁方法2,采用synchronized(this)的方式
  14. //      lock.synOnMethod();
  15. //私有锁方法,采用synchronized(object)的方式
  16. //      lock.synMethodWithObj();
  17. //类锁方法,采用static synchronized increment的方式
  18. LockTestClass.increment();
  19. }
  20. }

3.再编写一个锁的测试类LockTestClass,包括各种加锁方法


  1. public class LockTestClass {
  2. //用于类锁计数
  3. private static int i = 0;
  4. //私有锁
  5. private Object object = new Object();
  6. /**
  7. * &lt;p&gt;
  8. * 无锁方法
  9. *
  10. * @param threadID
  11. * @param thread
  12. */
  13. public void noSynMethod(long threadID, ObjThread thread) {
  14. System.out.println("nosyn: class obj is " + thread + ", threadId is"
  15. + threadID);
  16. }
  17. /**
  18. * 对象锁方法1
  19. */
  20. public synchronized void synOnMethod() {
  21. System.out.println("synOnMethod begins" + ", time = "
  22. + System.currentTimeMillis() + "ms");
  23. try {
  24. Thread.sleep(2000L);
  25. } catch (InterruptedException e) {
  26. e.printStackTrace();
  27. }
  28. System.out.println("synOnMethod ends");
  29. }
  30. /**
  31. * 对象锁方法2,采用synchronized (this)来加锁
  32. */
  33. public void synInMethod() {
  34. synchronized (this) {
  35. System.out.println("synInMethod begins" + ", time = "
  36. + System.currentTimeMillis() + "ms");
  37. try {
  38. Thread.sleep(2000L);
  39. } catch (InterruptedException e) {
  40. e.printStackTrace();
  41. }
  42. System.out.println("synInMethod ends");
  43. }
  44. }
  45. /**
  46. * 对象锁方法3
  47. */
  48. public void synMethodWithObj() {
  49. synchronized (object) {
  50. System.out.println("synMethodWithObj begins" + ", time = "
  51. + System.currentTimeMillis() + "ms");
  52. try {
  53. Thread.sleep(2000L);
  54. } catch (InterruptedException e) {
  55. e.printStackTrace();
  56. }
  57. System.out.println("synMethodWithObj ends");
  58. }
  59. }
  60. /**
  61. * 类锁
  62. */
  63. public static synchronized void increament() {
  64. System.out.println("class synchronized. i = " + i + ", time = "
  65. + System.currentTimeMillis() + "ms");
  66. i++;
  67. try {
  68. Thread.sleep(2000L);
  69. } catch (InterruptedException e) {
  70. e.printStackTrace();
  71. }
  72. System.out.println("class synchronized ends.");
  73. }
  74. }

三、测试结果

  1. 测试类锁和对象锁,ObjectThread的run方法修改如下:


  1. public void run() {
  2. //无锁方法
  3. //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);
  4. //对象锁方法1,采用synchronized synInMethod的方式
  5. lock.synInMethod();
  6. //对象锁方法2,采用synchronized(this)的方式
  7. //      lock.synOnMethod();
  8. //私有锁方法,采用synchronized(object)的方式
  9. //      lock.synMethodWithObj();
  10. //类锁方法,采用static synchronized increment的方式
  11. LockTestClass.increament();
  12. }

终端输出:


  1. start time = 1413101360231ms
  2. synInMethod begins, time = 1413101360233ms
  3. synInMethod ends
  4. class synchronized. i = 0, time = 1413101362233ms
  5. synInMethod begins, time = 1413101362233ms
  6. class synchronized ends.
  7. synInMethod ends
  8. class synchronized. i = 1, time = 1413101364233ms
  9. synInMethod begins, time = 1413101364233ms
  10. class synchronized ends.
  11. synInMethod ends
  12. class synchronized. i = 2, time = 1413101366234ms
  13. 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:


  1. public void run() {
  2. //无锁方法
  3. //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);
  4. //对象锁方法1,采用synchronized synInMethod的方式
  5. lock.synInMethod();
  6. //对象锁方法2,采用synchronized(this)的方式
  7. //      lock.synOnMethod();
  8. //私有锁方法,采用synchronized(object)的方式
  9. lock.synMethodWithObj();
  10. //类锁方法,采用static synchronized increment的方式
  11. //      LockTestClass.increament();
  12. }

终端输出:


  1. start time = 1413121912406ms
  2. synInMethod begins, time = 1413121912407ms.
  3. synInMethod ends.
  4. synMethodWithObj begins, time = 1413121914407ms
  5. synInMethod begins, time = 1413121914407ms.
  6. synInMethod ends.
  7. synMethodWithObj ends
  8. synInMethod begins, time = 1413121916407ms.
  9. synMethodWithObj begins, time = 1413121916407ms
  10. synInMethod ends.
  11. synMethodWithObj ends
  12. synMethodWithObj begins, time = 1413121918407ms
  13. 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:


  1. public void run() {
  2. //无锁方法 // lock.noSynMethod(this.getId(),this);
  3. //对象锁方法1,采用synchronized synInMethod的方式
  4. lock.synInMethod();
  5. //对象锁方法2,采用synchronized(this)的方式
  6. lock.synOnMethod();
  7. //私有锁方法,采用synchronized(object)的方式
  8. // lock.synMethodWithObj();
  9. //类锁方法,采用static synchronized increment的方式
  10. // LockTestClass.increament();
  11. }

终端输出:


  1. start time = 1413102913278ms
  2. synInMethod begins, time = 1413102913279ms
  3. synInMethod ends
  4. synInMethod begins, time = 1413102915279ms
  5. synInMethod ends
  6. synOnMethod begins, time = 1413102917279ms
  7. synOnMethod ends
  8. synInMethod begins, time = 1413102919279ms
  9. synInMethod ends
  10. synOnMethod begins, time = 1413102921279ms
  11. synOnMethod ends
  12. synOnMethod begins, time = 1413102923279ms
  13. 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。