并发编程大师系列之:Synchronized的类锁和对象锁

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说到并发编程,感觉跟大多数人一样,谈之色变,说它简单把,其实很有内容,说难吧,用起来也挺容易,最近我硬着头皮,决心要把并发编程好好的搞一遍。以前,面试的时候,面试官问,并发编程会吗?嗯,接触过,就加一个synchronized关键字就好了,面试官微笑着说,嗯好。特喵的现在感觉来说,这俩low逼。本来写了几行的软文,但感觉在技术文章里面体现,有失风度,明明可以靠文采吃饭,而我却非要靠技术,任性!上代码!

对象锁概念

java的所有对象都含有1个互斥锁,这个锁由JVM自动获取和释放。线程进入synchronized方法的时候获取该对象的锁,当然如果已经有线程获取了这个对象的锁,那么当前线程会等待;synchronized方法正常返回或者抛异常而终止,JVM会自动释放对象锁。这里也体现了用synchronized来加锁的1个好处,方法抛异常的时候,锁仍然可以由JVM来自动释放。

// 对象锁:形式1(方法锁)
    public synchronized void Method1() {
        System.out.println("我是对象锁也是方法锁");
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    // 对象锁:形式2(代码块形式)
    public void Method2() {
        synchronized (this) {
            System.out.println("我是对象锁");
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

类锁的概念

由于一个class不论被实例化多少次,其中的静态方法和静态变量在内存中都只有一份。所以,一旦一个静态的方法被申明为synchronized。此类所有的实例化对象在调用此方法,共用同一把锁,我们称之为类锁。

public synchronized static void Method3() {
        System.out.println("我是类锁");
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

代码演示类锁和对象锁

下面这段代码是两个类锁和一个对象锁,拿到锁后,睡1秒钟。

// 类锁A
    public synchronized static void classLockA() {
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", begain");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", end");
    }

    // 类锁B
    public synchronized static void classLockB() {
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", begain");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", end");
    }

    // 对象锁
    public synchronized void objectLock() {
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", begain");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("name = " + Thread.currentThread().getName() + ", end");

    }

创建三个线程类:分别调用一个资源中的三个方法

class ThreadA extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadA(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
        test02.classLockA();
    }
}

class ThreadB extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadB(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
        test02.classLockB();
    }
}

class ThreadC extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadC(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用对象锁
    public void run() {
        test02.objectLock();
    }
}

main方法:起了三个线程,共同访问一个Test02对象

public static void main(String[] args){
        
        Test02 test02 = new Test02();
        ThreadA ta = new ThreadA(test02);
        ThreadB tb = new ThreadB(test02);
        ThreadC tc = new ThreadC(test02);

        ta.setName("A");
        tb.setName("B");
        tc.setName("C");

        ta.start();
        tb.start();
        tc.start();
    }

执行的结果:

name = A, begain
name = C, begain
name = A, end
name = B, begain
name = C, end
name = B, end

可以看出由于 classLockA和classLockB都是类锁,即同一个锁,所以 A和B是按顺序执行,即同步的。而C是对象锁,和A/B不是同一种锁,所以C和A、B是 异步执行的。

分析:

对象锁要想保持同步执行,那么锁住的必须是同一个对象,举个例子:

Test02类不变,重起两个线程类:均对对象锁进行了调用

class ThreadA extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadA(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
        test02.objectLock();
    }
}

class ThreadB extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadB(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
        test02.objectLock();
    }
}

main方法:创建两个不同的资源对象,启动两个线程,分别对加锁的方法进行调用

public static void main(String[] args){

        Test02 test02 = new Test02();
        Test02 test03 = new Test02();
        ThreadA ta = new ThreadA(test02);
        ThreadB tb = new ThreadB(test03);

        ta.setName("A");
        tb.setName("B");

        ta.start();
        tb.start();
    }

结果如下:

name = A, begain
name = B, begain
name = A, end
name = B, end

可见,是异步执行的,没有达到同步的作用。

改进:只需对类锁进行调用,代码如下:

class ThreadA extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadA(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
//        test02.objectLock();
        test02.classLockA();
    }
}

class ThreadB extends Thread {
    private Test02 test02;
    public ThreadB(Test02 tk) {
        test02 = tk;
    }
    // 调用类锁
    public void run() {
//        test02.objectLock();
        test02.classLockA();
    }
}

main方法:同样是创建了多个对象

public static void main(String[] args){

        Test02 test02 = new Test02();
        Test02 test03 = new Test02();
        ThreadA ta = new ThreadA(test02);
        ThreadB tb = new ThreadB(test03);

        ta.setName("A");
        tb.setName("B");

        ta.start();
        tb.start();
    }

结果:

name = A, begain
name = A, end
name = B, begain
name = B, end

达到了同步的效果!

总结:

  1. 如果多线程同时访问同一类的 类锁(synchronized 修饰的静态方法)以及对象锁(synchronized 修饰的非静态方法)这两个方法执行是异步的,原因:类锁和对象锁是2中不同的锁。
  2. 类锁对该类的所有对象都能起作用,而对象锁不能。