Java 类锁、对象锁、私有锁

3.6 Java类锁、对象锁、私有锁、隐式锁

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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。