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

Java代码  

1. package com.zjh.blog.practice.basic;
2. public class ObjectLock {
3. public static void main(String[] args) {
4. System.out.println("start time = " + System.currentTimeMillis()+"ms");
5. LockTestClass test = new LockTestClass();
6. for (int i = 0; i < 3; i++) {
7. Thread thread = new ObjThread(test, i);
8. thread.start();
9. }
10. }
11. }

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）

Java代码  

1. package com.zjh.blog.practice.basic;
2. public class ObjThread extends Thread {
3. LockTestClass lock;
4. int i = 0;
5. public ObjThread(LockTestClass lock, int i) {
6. this.lock = lock;
7. this.i = i;
8. }
9. public void run() {
10. //无锁方法
11. //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);
12. //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式
13. lock.synInMethod();
14. //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式
15. //      lock.synOnMethod();
16. //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式
17. //      lock.synMethodWithObj();
18. //类锁方法，采用static synchronized increment的方式
19. LockTestClass.increment();
20. }
21. }

3.再编写一个锁的测试类LockTestClass，包括各种加锁方法

Java代码  

1. package com.zjh.blog.practice.basic;
2. public class LockTestClass {
3. //用于类锁计数
4. private static int i = 0;
5. //私有锁
6. private Object object = new Object();
7. /**
8. * <p>
9. * 无锁方法
10. *
11. * @param threadID
12. * @param thread
13. */
14. public void noSynMethod(long threadID, ObjThread thread) {
15. System.out.println("nosyn: class obj is " + thread + ", threadId is"
16. + threadID);
17. }
18. /**
19. * 对象锁方法1
20. */
21. public synchronized void synOnMethod() {
22. System.out.println("synOnMethod begins" + ", time = "
23. + System.currentTimeMillis() + "ms");
24. try {
25. Thread.sleep(2000L);
26. } catch (InterruptedException e) {
27. e.printStackTrace();
28. }
29. System.out.println("synOnMethod ends");
30. }
31. /**
32. * 对象锁方法2,采用synchronized (this)来加锁
33. */
34. public void synInMethod() {
35. synchronized (this) {
36. System.out.println("synInMethod begins" + ", time = "
37. + System.currentTimeMillis() + "ms");
38. try {
39. Thread.sleep(2000L);
40. } catch (InterruptedException e) {
41. e.printStackTrace();
42. }
43. System.out.println("synInMethod ends");
44. }
45. }
46. /**
47. * 对象锁方法3
48. */
49. public void synMethodWithObj() {
50. synchronized (object) {
51. System.out.println("synMethodWithObj begins" + ", time = "
52. + System.currentTimeMillis() + "ms");
53. try {
54. Thread.sleep(2000L);
55. } catch (InterruptedException e) {
56. e.printStackTrace();
57. }
58. System.out.println("synMethodWithObj ends");
59. }
60. }
61. /**
62. * 类锁
63. */
64. 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>
65. System.out.println("class synchronized. i = " + i + ", time = "
66. + System.currentTimeMillis() + "ms");
67. i++;
68. try {
69. Thread.sleep(2000L);
70. } catch (InterruptedException e) {
71. e.printStackTrace();
72. }
73. System.out.println("class synchronized ends.");
74. }
75. }

三、测试结果

1.测试类锁和对象锁，ObjectThread的run方法修改如下：

Java代码  

1. public void run() {
2. //无锁方法
3. //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);
4. //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式
5. lock.synInMethod();
6. //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式
7. //      lock.synOnMethod();
8. //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式
9. //      lock.synMethodWithObj();
10. //类锁方法，采用static synchronized increment的方式
11. LockTestClass.increament();
12. }

终端输出如下：

Java代码  

1. start time = 1413101360231ms
2. synInMethod begins, time = 1413101360233ms
3. synInMethod ends
4. class synchronized. i = 0, time = 1413101362233ms
5. synInMethod begins, time = 1413101362233ms
6. class synchronized ends.
7. synInMethod ends
8. class synchronized. i = 1, time = 1413101364233ms
9. synInMethod begins, time = 1413101364233ms
10. class synchronized ends.
11. synInMethod ends
12. class synchronized. i = 2, time = 1413101366234ms
13. 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：

Java代码  

1. public void run() {
2. //无锁方法
3. //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);
4. //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式
5. lock.synInMethod();
6. //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式
7. //      lock.synOnMethod();
8. //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式
9. lock.synMethodWithObj();
10. //类锁方法，采用static synchronized increment的方式
11. //      LockTestClass.increament();
12. }

终端输出如下：

Java代码  

1. start time = 1413121912406ms
2. synInMethod begins, time = 1413121912407ms.
3. synInMethod ends.
4. synMethodWithObj begins, time = 1413121914407ms
5. synInMethod begins, time = 1413121914407ms.
6. synInMethod ends.
7. synMethodWithObj ends
8. synInMethod begins, time = 1413121916407ms.
9. synMethodWithObj begins, time = 1413121916407ms
10. synInMethod ends.
11. synMethodWithObj ends
12. synMethodWithObj begins, time = 1413121918407ms
13. 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：

Java代码  

1. public void run() {
2. //无锁方法
3. //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);
4. //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式
5. lock.synInMethod();
6. //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式
7. lock.synOnMethod();
8. //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式
9. //      lock.synMethodWithObj();
10. //类锁方法，采用static synchronized increment的方式
11. //      LockTestClass.increament();
12. }

终端输出：

Java代码  

1. start time = 1413102913278ms
2. synInMethod begins, time = 1413102913279ms
3. synInMethod ends
4. synInMethod begins, time = 1413102915279ms
5. synInMethod ends
6. synOnMethod begins, time = 1413102917279ms
7. synOnMethod ends
8. synInMethod begins, time = 1413102919279ms
9. synInMethod ends
10. synOnMethod begins, time = 1413102921279ms
11. synOnMethod ends
12. synOnMethod begins, time = 1413102923279ms
13. 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。