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    Java类锁、对象锁、私有锁冲突测试

    高洛峰高洛峰2017-01-19 13:41:40原创638
    类锁和对象锁是否会冲突?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();
     /**
      * <p>
      * 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。

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