Java類鎖、對象鎖、私有鎖沖突測試

2019-11-26 15:23:31

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供稿：網友

類鎖和對象鎖是否會沖突？對象鎖和私有鎖是否會沖突？通過實例來進行說明。

一、相關約定

為了明確后文的描述，先對本文涉及到的鎖的相關定義作如下約定：

1. 類鎖：在代碼中的方法上加了static和synchronized的鎖，或者synchronized(xxx.class）的代碼段，如下文中的increament()；

2.對象鎖：在代碼中的方法上加了synchronized的鎖，或者synchronized(this）的代碼段，如下文中的synOnMethod()和synInMethod()；

3.私有鎖：在類內部聲明一個私有屬性如private Object lock，在需要加鎖的代碼段synchronized(lock），如下文中的synMethodWithObj()。

二、測試代碼

1.編寫一個啟動類ObjectLock

復制代碼代碼如下:

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.編寫一個線程類ObjThread，用于啟動同步方法（注意它的run方法可能會調整以進行不同的測試）

復制代碼代碼如下:

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() {
  //無鎖方法
//  lock.noSynMethod(this.getId(),this);
  //對象鎖方法1，采用synchronized synInMethod的方式
  lock.synInMethod();
  //對象鎖方法2，采用synchronized(this)的方式
//  lock.synOnMethod();
  //私有鎖方法，采用synchronized(object)的方式
//  lock.synMethodWithObj();
  //類鎖方法，采用static synchronized increment的方式
  LockTestClass.increment();
}
}

3.再編寫一個鎖的測試類LockTestClass，包括各種加鎖方法

復制代碼代碼如下:

public class LockTestClass {
//用于類鎖計數
private static int i = 0;
//私有鎖
private Object object = new Object();

/**
* <p>
* 無鎖方法
*
* @param threadID
* @param thread
*/
public void noSynMethod(long threadID, ObjThread thread) {
System.out.println("nosyn: class obj is " + thread + ", threadId is"
+ threadID);
}

/**
* 對象鎖方法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");
}

/**
* 對象鎖方法2,采用synchronized (this)來加鎖
*/
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");
  }

}

/**
* 對象鎖方法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");
  }
}

/**
* 類鎖
*/
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、測試結果

1.測試類鎖和對象鎖，ObjectThread的run方法修改如下：

復制代碼代碼如下:

public void run() {
  //無鎖方法
//  lock.noSynMethod(this.getId(),this);
  //對象鎖方法1，采用synchronized synInMethod的方式
  lock.synInMethod();
  //對象鎖方法2，采用synchronized(this)的方式
//  lock.synOnMethod();
  //私有鎖方法，采用synchronized(object)的方式
//  lock.synMethodWithObj();
  //類鎖方法，采用static synchronized increment的方式
  LockTestClass.increament();
 }

終端輸出：

復制代碼代碼如下:

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.

可以看到對象鎖方法(synInMothod）第一次啟動時比類鎖方法（increament)快2秒，這是因為在synInMehtod執行時sleep了2秒再執行的increament，而這兩個方法共用一個線程，所以會慢2秒，如果increament在run中放到synInMethod前面，那么第一次啟動時就是increament快2秒。

而當類鎖方法啟動時，另一個線程時的對象鎖方法也幾乎同時啟動，說明二者使用的并非同一個鎖，不會產生競爭。

結論：類鎖和對象鎖不會產生競爭，二者的加鎖方法不會相互影響。

2.私有鎖和對象鎖，ObjectThread的run方法修改如下：

復制代碼代碼如下:

public void run() {
  //無鎖方法
//  lock.noSynMethod(this.getId(),this);
  //對象鎖方法1，采用synchronized synInMethod的方式
  lock.synInMethod();
  //對象鎖方法2，采用synchronized(this)的方式
//  lock.synOnMethod();
  //私有鎖方法，采用synchronized(object)的方式
  lock.synMethodWithObj();
  //類鎖方法，采用static synchronized increment的方式
//  LockTestClass.increament();
 }

終端輸出：

復制代碼代碼如下:

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

和類鎖和對象鎖非常類似。

結論：私有鎖和對象鎖也不會產生競爭，二者的加鎖方法不會相互影響。

3.synchronized直接加在方法上和synchronized(this)，ObjectThread的run方法修改如下：

復制代碼代碼如下:

public void run() {
  //無鎖方法
//  lock.noSynMethod(this.getId(),this);
  //對象鎖方法1，采用synchronized synInMethod的方式
  lock.synInMethod();
  //對象鎖方法2，采用synchronized(this)的方式
  lock.synOnMethod();
  //私有鎖方法，采用synchronized(object)的方式
//  lock.synMethodWithObj();
  //類鎖方法，采用static synchronized increment的方式
//  LockTestClass.increament();
 }

終端輸出：

復制代碼代碼如下:

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，二者嚴格地串行輸出（當然再次執行時先運行synInMethod還是先運行synOnMethod并不是確定的，取決于誰獲得了鎖）。

結論：synchronized直接加在方法上和synchronized(this)都是對當前對象加鎖，二者的加鎖方法夠成了競爭關系，同一時刻只能有一個方法能執行。

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