关于JAVA多线程并发synchronized的测试与合理使用

在项目开发中， 或许会碰到JAVA的多线程处理， 为保证业务数据的正常， 必须加上锁机制，  常用的处理方法一般是加上synchronized关键字， 目前JDK版本对synchronized已经做了很好的优化，  我们不用再考虑其性能，  但在实际使用中，  往往由于处理不当，  导致系统性能的严重下降， 那么该如何合理的使用synchronized,  必须对其使用方式有个全面了解， 在网上搜寻的资料， 给出的是四种使用方式， 其实可总结为两种， 一个是同步代码块， 一个是同步方法体， 那么该如何使用， 请看下面的测试：

　　准备两个方法，  对同一个变量做加法， 再对每个方法， 分别开十个线程执行：

　　[java]

　　public class ThreadUnit

　　{

　　private int i = 0;

　　private Object obj1 = new Object（）；

　　private Object obj2 = new Object（）；

　　public synchronized Integer doAdd1（Long start） throws Exception

　　{

　　Thread.sleep（100）；

　　++i;

　　Thread.sleep（100）；

　　return i;

　　}

　　public Integer doAdd2（Long start） throws Exception

　　{

　　Thread.sleep（100）；

　　++i;

　　Thread.sleep（100）；

　　return i;

　　}

　　}

　　相关代码：

　　[java]

　　// 十个线程同时执行方法2

　　for （int i = 0; i < 10; i++）

　　{

　　new Thread（new MessageThread（1, threadUnit））。start（）；

　　}

　　// 十个线程同时执行方法2

　　for （int j = 0; j < 10; j++）

　　{

　　new Thread（new MessageThread（2, threadUnit））。start（）；

　　}

　　线程处理：

　　[java]

　　public void run（）

　　{

　　try

　　{

　　if （operate == 2）

　　{

　　long start = System.currentTimeMillis（）；

　　int i = threadUnit.doAdd2（start）；

　　long takeTime = System.currentTimeMillis（） - start;

　　System.out.println（"doAdd2（） => i=" + i + ", spendTime=" + takeTime + "ms"）；

　　spendTime += takeTime;

　　}

　　else

　　{

　　long start = System.currentTimeMillis（）；

　　int i = threadUnit.doAdd1（start）；

　　long takeTime = System.currentTimeMillis（） - start;

　　System.out.println（"doAdd1（） => i=" + i + ", spendTime=" + takeTime + "ms"）；

　　spendTime += takeTime;

　　}

　　}

　　catch （Exception e）

　　{

　　e.printStackTrace（）；

　　}

　　}

　　运行结果：

　　1. 在两个方法体上都加上synchronized

　　[java]

　　public synchronized Integer doAdd1（Long start） throws Exception

　　[java]

　　public synchronized Integer doAdd2（Long start） throws Exception

　　执行结果：

　　[html]

　　doAdd1（） => i=1, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=2, spendTime=406ms

　　doAdd2（） => i=3, spendTime=609ms

　　doAdd2（） => i=4, spendTime=796ms

　　doAdd2（） => i=5, spendTime=1000ms

　　doAdd2（） => i=6, spendTime=1203ms

　　doAdd2（） => i=7, spendTime=1406ms

　　doAdd2（） => i=8, spendTime=1609ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=1812ms

　　doAdd2（） => i=10, spendTime=2015ms

　　doAdd2（） => i=11, spendTime=2218ms

　　doAdd1（） => i=12, spendTime=2406ms

　　doAdd1（） => i=13, spendTime=2609ms

　　doAdd1（） => i=14, spendTime=2812ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=3015ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=3218ms

　　doAdd1（） => i=17, spendTime=3421ms

　　doAdd1（） => i=18, spendTime=3625ms

　　doAdd1（） => i=19, spendTime=3828ms

　　doAdd1（） => i=20, spendTime=4015ms

　　花费时间：42226ms

　　都是有序执行， 变量值没有产生错乱， 但花费时间42226ms

　　2.在doAdd1方法上加上synchronized, doAdd2不加。

　　[java]

　　public synchronized Integer doAdd1（Long start） throws Exception

　　执行结果：

　　[java]

　　doAdd1方法加上synchronized:

　　doAdd1（） => i=9, spendTime=204ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=188ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=188ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=188ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=188ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=188ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=188ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=188ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=188ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=188ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=188ms

　　doAdd1（） => i=10, spendTime=391ms

　　doAdd1（） => i=11, spendTime=610ms

　　doAdd1（） => i=12, spendTime=813ms

　　doAdd1（） => i=13, spendTime=1016ms

　　doAdd1（） => i=14, spendTime=1219ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=1422ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=1610ms

　　doAdd1（） => i=17, spendTime=1813ms

　　doAdd1（） => i=18, spendTime=2016ms

　　花费时间：12994ms

　　doAdd2方法瞬间执行完成， 之后doAdd1方法则是串行有序执行。 这时doAdd2方法获取的变量值已经错乱，  doAdd1获取的正常。  花费时间：12994ms

　　3. 两个方法在都没使用synchronized前的情况：

　　执行结果：

　　[java]

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=203ms

花费时间：4060ms

　　可以看到， 两个方法的变量值获取已经错乱，  但花费时间最少4060ms

　　4. 使用同步块， 在两个方法内采用不同的对象锁：

　　doAdd1:

　　[java]

　　synchronized （obj1）

　　{

　　Thread.sleep（100）；

　　++i;

　　Thread.sleep（100）；

　　return i;

　　}

　　doAdd2:

　　[java]

　　synchronized （obj2）

　　{

　　Thread.sleep（100）；

　　++i;

　　Thread.sleep（100）；

　　return i;

　　}

　　执行结果：

　　[html]

　　doAdd1（） => i=2, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=2, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=4, spendTime=406ms

　　doAdd2（） => i=4, spendTime=406ms

　　doAdd1（） => i=6, spendTime=609ms

　　doAdd2（） => i=6, spendTime=609ms

　　doAdd1（） => i=8, spendTime=812ms

　　doAdd2（） => i=8, spendTime=812ms

　　doAdd1（） => i=10, spendTime=1000ms

　　doAdd2（） => i=10, spendTime=1015ms

　　doAdd1（） => i=12, spendTime=1203ms

　　doAdd2（） => i=12, spendTime=1203ms

　　doAdd1（） => i=14, spendTime=1406ms

　　doAdd2（） => i=14, spendTime=1406ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=1609ms

　　doAdd2（） => i=16, spendTime=1609ms

　　doAdd1（） => i=18, spendTime=1812ms

　　doAdd2（） => i=18, spendTime=1812ms

　　doAdd1（） => i=20, spendTime=2015ms

　　doAdd2（） => i=20, spendTime=2015ms

　　花费时间：22165ms

　　两个方法有序交替执行， 互不影响，  花费时间：22165ms, 相对加锁同一对象执行的时间缩短。

　　5. 使用同步块， 使用方法参数作为对象锁：

　　[java]

　　public Integer doAdd1（Long start） throws Exception

　　{

　　synchronized （start）

　　{

　　Thread.sleep（100）；

　　++i;

　　Thread.sleep（100）；

　　return i;

　　}

　　}

　　执行结果：

　　[java]

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=15, spendTime=203ms

　　花费时间：4060ms

　　执行效果和第三种情况相同，  每个参数作为不同的对象， 即便加上synchronized也不能起到锁的效果。

　　6. 把调用的类改为静态类， 只在一个方法上加锁：

　　加锁doAdd1方法：

　　[java]

　　public static synchronized Integer doAdd1（Long start） throws Exception

　　执行结果：

　　[html]

　　doAdd1（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd2（） => i=9, spendTime=203ms

　　doAdd1（） => i=10, spendTime=406ms

　　doAdd1（） => i=11, spendTime=609ms

　　doAdd1（） => i=12, spendTime=812ms

　　doAdd1（） => i=13, spendTime=1015ms

　　doAdd1（） => i=14, spendTime=1218ms

　　doAdd1（） => i=15, spendTime=1406ms

　　doAdd1（） => i=16, spendTime=1609ms

　　doAdd1（） => i=17, spendTime=1812ms

　　doAdd1（） => i=18, spendTime=2015ms

　　花费时间：13135ms

　　和第二种情形类似，  没有加锁的doAdd2方法瞬间执行完成，  doAdd1方法则是串行有序执行。

　　总结：

　　1. synchronized关键在于锁定的对象， 如果是同一对象， 那么所有执行线程， 必须等待对象锁释放后才能执行，  如果是不同对象，  那么只对各对象所关联的线程生效。

　　2. synchronized若加在方法体上，  默认锁定的是对象本身。 对于所有加锁的方法，  都是按照串行规则有序执行，  对于没有加锁的方法， 不受任何影响，  静态类同理。

　　3. 合理使用synchronized, 既要保证稳定性， 又要保证性能， 需要在两者间作出权衡，  尽量把synchronized范围细度化， 合理控制业务处理流程；  对象操作原子化， 减少锁的使用；

　　不要盲目在方法体上加synchronized关键字， 如果每个方法负责处理的是不同业务，  那么尽量采用第四种情形， 使用不同的对象锁处理， 而不是锁定整个对象。