Java类锁和对象锁实践（good）

Posted 2020-08-09

一、前言

     之前对类锁和对象锁是否是互斥的不是太确定，因此决定编写相关的程序进行实践一下。编写前对相关定义约定约定如下：

    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

Java代码  

1. package com.zjh.blog.practice.basic;  
2.   
3. public class ObjectLock {  
4.     public static void main(String[] args) {  
5.         System.out.println("start time = " + System.currentTimeMillis()+"ms");  
6.         LockTestClass test = new LockTestClass();  
7.         for (int i = 0; i < 3; i++) {  
8.             Thread thread = new ObjThread(test, i);  
9.             thread.start();  
10.         }  
11.     }  
12. }  

 

    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）

Java代码  

1. package com.zjh.blog.practice.basic;  
2.   
3. public class ObjThread extends Thread {  
4.     LockTestClass lock;  
5.     int i = 0;  
6.   
7.     public ObjThread(LockTestClass lock, int i) {  
8.         this.lock = lock;  
9.         this.i = i;  
10.     }  
11.   
12.     public void run() {  
13.         //无锁方法  
14. //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);  
15.         //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式  
16.         lock.synInMethod();  
17.         //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式  
18. //      lock.synOnMethod();  
19.         //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式  
20. //      lock.synMethodWithObj();  
21.         //类锁方法，采用static synchronized increment的方式  
22.         LockTestClass.increment();  
23.     }  
24. }   

      

  3.再编写一个锁的测试类LockTestClass，包括各种加锁方法

 

Java代码  

1. package com.zjh.blog.practice.basic;  
2.   
3. public class LockTestClass {  
4.     //用于类锁计数  
5.     private static int i = 0;  
6.     //私有锁  
7.     private Object object = new Object();  
8.   
9.     /** 
10.      * <p> 
11.      * 无锁方法 
12.      *  
13.      * @param threadID 
14.      * @param thread 
15.      */  
16.     public void noSynMethod(long threadID, ObjThread thread) {  
17.         System.out.println("nosyn: class obj is " + thread + ", threadId is"  
18.                 + threadID);  
19.     }  
20.   
21.     /** 
22.      * 对象锁方法1 
23.      */  
24.     public synchronized void synOnMethod() {  
25.         System.out.println("synOnMethod begins" + ", time = "  
26.                 + System.currentTimeMillis() + "ms");  
27.         try {  
28.             Thread.sleep(2000L);  
29.         } catch (InterruptedException e) {  
30.             e.printStackTrace();  
31.         }  
32.         System.out.println("synOnMethod ends");  
33.     }  
34.   
35.     /** 
36.      * 对象锁方法2,采用synchronized (this)来加锁 
37.      */  
38.     public void synInMethod() {  
39.         synchronized (this) {  
40.             System.out.println("synInMethod begins" + ", time = "  
41.                     + System.currentTimeMillis() + "ms");  
42.             try {  
43.                 Thread.sleep(2000L);  
44.             } catch (InterruptedException e) {  
45.                 e.printStackTrace();  
46.             }  
47.             System.out.println("synInMethod ends");  
48.         }  
49.   
50.     }  
51.   
52.     /** 
53.      * 对象锁方法3 
54.      */  
55.     public void synMethodWithObj() {  
56.         synchronized (object) {  
57.             System.out.println("synMethodWithObj begins" + ", time = "  
58.                     + System.currentTimeMillis() + "ms");  
59.             try {  
60.                 Thread.sleep(2000L);  
61.             } catch (InterruptedException e) {  
62.                 e.printStackTrace();  
63.             }  
64.             System.out.println("synMethodWithObj ends");  
65.         }  
66.     }  
67.   
68.     /** 
69.      * 类锁 
70.      */  
71.     public static synchronized void <span style="font-size: 1em; line-height: 1.5;">increament</span><span style="font-size: 1em; line-height: 1.5;">() {</span>  
72.         System.out.println("class synchronized. i = " + i + ", time = "  
73.                 + System.currentTimeMillis() + "ms");  
74.         i++;  
75.         try {  
76.             Thread.sleep(2000L);  
77.         } catch (InterruptedException e) {  
78.             e.printStackTrace();  
79.         }  
80.          System.out.println("class synchronized ends.");  
81.     }  
82.   
83. }  

    

三、测试结果

   1.测试类锁和对象锁，ObjectThread的run方法修改如下：

 

Java代码  

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.     }  

    终端输出如下：

Java代码  

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：

Java代码  

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.     }  

    终端输出如下：

Java代码  

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：

Java代码  

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：

Java代码  

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。