并发编程大师系列之：Synchronized的类锁和对象锁

Posted 2020-11-21 zhangjianbing

说到并发编程，感觉跟大多数人一样，谈之色变，说它简单把，其实很有内容，说难吧，用起来也挺容易，最近我硬着头皮，决心要把并发编程好好的搞一遍。以前，面试的时候，面试官问，并发编程会吗？嗯，接触过，就加一个synchronized关键字就好了，面试官微笑着说，嗯好。特喵的现在感觉来说，这俩low逼。本来写了几行的软文，但感觉在技术文章里面体现，有失风度，明明可以靠文采吃饭，而我却非要靠技术，任性！上代码！

1.对象锁概念：

java的所有对象都含有1个互斥锁，这个锁由JVM自动获取和释放。线程进入synchronized方法的时候获取该对象的锁，当然如果已经有线程获取了这个对象的锁，那么当前线程会等待；synchronized方法正常返回或者抛异常而终止，JVM会自动释放对象锁。这里也体现了用synchronized来加锁的1个好处，方法抛异常的时候，锁仍然可以由JVM来自动释放。

代码格式：

    // 对象锁：形式1(方法锁)
    public synchronized void Method1() {
        System.out.println("我是对象锁也是方法锁");
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    // 对象锁：形式2（代码块形式）
    public void Method2() {
        synchronized (this) {
            System.out.println("我是对象锁");
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

2.类锁的概念：

由于一个class不论被实例化多少次，其中的静态方法和静态变量在内存中都只有一份。所以，一旦一个静态的方法被申明为synchronized。此类所有的实例化对象在调用此方法，共用同一把锁，我们称之为类锁。

代码格式：

    public synchronized static void Method3() {
        System.out.println("我是类锁");
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

3.代码演示类锁和对象锁

下面这段代码是两个类锁和一个对象锁，拿到锁后，睡1秒钟。

    // 类锁A
    public synchronized static void classLockA() {
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", begain");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", end");
    }

    // 类锁B
    public synchronized static void classLockB() {
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", begain");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", end");
    }

    // 对象锁
    public synchronized void objectLock() {
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", begain");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", end");

    }

创建三个线程类：分别调用一个资源中的三个方法

class ThreadA extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadA(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
        test02.classLockA();
    }
}

class ThreadB extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadB(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
        test02.classLockB();
    }
}

class ThreadC extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadC(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用对象锁
    public void run() {
        test02.objectLock();
    }
}

main方法：起了三个线程，共同访问一个Test02对象

    public static void main(String[] args){
        
        Test02 test02 = new Test02();
        ThreadA ta = new ThreadA(test02);
        ThreadB tb = new ThreadB(test02);
        ThreadC tc = new ThreadC(test02);

        ta.setName("A");
        tb.setName("B");
        tc.setName("C");

        ta.start();
        tb.start();
        tc.start();
    }

执行的结果：

name = A, begain
name = C, begain
name = A, end
name = B, begain
name = C, end
name = B, end

可以看出由于 classLockA和classLockB都是类锁，即同一个锁，所以 A和B是按顺序执行，即同步的。而C是对象锁，和A/B不是同一种锁，所以C和A、B是 异步执行的。

分析：

对象锁要想保持同步执行，那么锁住的必须是同一个对象，举个例子：

Test02类不变，重起两个线程类：均对对象锁进行了调用

class ThreadA extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadA(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
        test02.objectLock();
    }
}

class ThreadB extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadB(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
        test02.objectLock();
    }
}

main方法：创建两个不同的资源对象，启动两个线程，分别对加锁的方法进行调用

    public static void main(String[] args){

        Test02 test02 = new Test02();
        Test02 test03 = new Test02();
        ThreadA ta = new ThreadA(test02);
        ThreadB tb = new ThreadB(test03);

        ta.setName("A");
        tb.setName("B");

        ta.start();
        tb.start();
    }

结果如下：

name = A, begain
name = B, begain
name = A, end
name = B, end

可见，是异步执行的，没有达到同步的作用。

改进：只需对类锁进行调用，代码如下：

class ThreadA extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadA(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
//        test02.objectLock();
        test02.classLockA();
    }
}

class ThreadB extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadB(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
//        test02.objectLock();
        test02.classLockA();
    }
}

main方法：同样是创建了多个对象

    public static void main(String[] args){

        Test02 test02 = new Test02();
        Test02 test03 = new Test02();
        ThreadA ta = new ThreadA(test02);
        ThreadB tb = new ThreadB(test03);

        ta.setName("A");
        tb.setName("B");

        ta.start();
        tb.start();
    }

结果：

name = A, begain
name = A, end
name = B, begain
name = B, end

达到了同步的效果！

总结：

1. 如果多线程同时访问同一类的 类锁（synchronized 修饰的静态方法）以及对象锁（synchronized 修饰的非静态方法）这两个方法执行是异步的，原因：类锁和对象锁是2中不同的锁。 
2. 类锁对该类的所有对象都能起作用，而对象锁不能。