count++线程安全与 synchronized对性能影响的测试

一个计时器，同时开启100个线程，每个线程休眠1ms钟后，将全局静态变量count加1，这100个线程创建完之后，休眠500ms，计算总耗时，程序如下：

public class Counter {

    public volatile static int count = 0;
    public static void inc() {
        // 这里延迟1毫秒，使得结果明显
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
        count++;
    }
    public static void main(String[] args) {
        long time1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println();
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    Counter.inc();
                }
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 这里每次运行的值都有可能不同,可能为100
        System.out.println("Counter.count=" + Counter.count);
        long time2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时："+(time2-time1));
    }
}

运行结果：

Counter.count=96
耗时：506

Counter.count不等于100是因为count++线程不安全。

加上同步代码块：

public class Counter {

	public volatile static int count = 0;
	static Object obj = new Object();
	public static void inc() {
		// 这里延迟1毫秒，使得结果明显
		try {
			Thread.sleep(1);
		} catch (InterruptedException e) {
		}
		synchronized (obj) {
			count++;
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		long time1 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println();
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			new Thread(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					Counter.inc();
				}
			}).start();
		}
		try {
			Thread.sleep(500);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		// 这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000
		System.out.println("Counter.count=" + Counter.count);
		long time2 = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("耗时："+(time2-time1));
	}
}

运行结果：

Counter.count=100
耗时：507

那么synchronized对运行的速度有多大的影响，于是我分别100,1000,10000,100000与500000次，将未同步、synchronized (obj)与synchronized (Counter.class)结果对比，结果如下：

线程数量	未同步<测试更多的数据>	synchronized (obj)	synchronized (Counter.class)
100	Counter.count=97 耗时：508 <98-506><98-507><97-507><100-508>	Counter.count=100 耗时：507 <100-507><100-507><100-508><100-508>	Counter.count=100 耗时：506 <100-508><100-508><100-506><100-509>
1000	Counter.count=997 耗时：572 <993-562><994-562><995-561><990-561>	Counter.count=1000 耗时：562 <1000-572><1000-560><1000-559><1000-560>	Counter.count=1000 耗时：570 <1000-585><1000-560><1000-562><1000-561>
10000	Counter.count=9947 耗时：1067 <9951-1077><9962-1079><9936-1066><9953-1081>	Counter.count=10000 耗时：1074 <10000-1075><10000-1068><10000-1079><10000-1074>	Counter.count=10000 耗时：1072 <10000-1089><10000-1076><10000-1108><10000-1076>
100000	Counter.count=99399 耗时：6098 <99347-6111><99374-6099><99416-6196><99459-6137>	Counter.count=100000 耗时：6103 <100000-6101><100000-6104><100000-6155><100000-6107>	Counter.count=100000 耗时：6150 <100000-6287><100000-6182><100000-6159><100000-6104>
500000	Counter.count=497242 耗时：28892 <497394-30674><497274-29864><497129-29470><497216-29529>	Counter.count=500000 耗时：31232 <500000-29297><500000-29053><500000-29166><500000-29006>	Counter.count=500000 耗时：29251 <500000-29743><500000-29334><500000-29600><500000-29848>

将上面耗时时间求平均值，得到：

线程数量	未同步平均用时	synchronized (obj)平均用时	synchronized (Counter.class)平均用时
100	507.2	507.4	507.4
1000	563.6	562.6	567.6
10000	1074	1074	1084.2
100000	6128.2	6114	6176.4
500000	29685.8	29550.8	29555.2

于是，得出结论：
1、synchronized可以解决多线程造成的count++不准确的问题。

2、随着线程数量的增加，加过synchronized后的代码，并不会对速度产生很明显的影响。

3、从1万与10万的结果来看，经过synchronized(obj)处理后的程序，要比synchronized(Counter.class)处理后的程序大约要快10ms。而100、1000与50万，synchronized(obj)与synchronized(Counter.class)执行速度几乎相等。从总体来看，随着线程数量的增加，synchronized(Counter.class)执行的效率并没有明显的低于synchronized(obj)。