Java类锁和对象锁实践（good）

一、前言

     之前对类锁和对象锁是否是互斥的不是太确定，因此决定编写相关的程序进行实践一下。编写前对相关定义约定约定如下：

    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

package com.zjh.blog.practice.basic;

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）

package com.zjh.blog.practice.basic;

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

package com.zjh.blog.practice.basic;

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 <span style="font-size: 1em; line-height: 1.5;">increament</span><span style="font-size: 1em; line-height: 1.5;">() {</span>
        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。