3.6 Java类锁、对象锁、私有锁、隐式锁

2016-06-10 14:07:30 6,333 1

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

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。