Java类锁和对象锁实践

类锁和对象锁是否会冲突？对象锁和私有锁是否会冲突？通过实例来进行说明。

一、相关约定

为了明确后文的描述，先对本文涉及到的锁的相关定义作如下约定：

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

01 public class ObjectLock {
02     public static void main(String[] args) {
03         System.out.println("start time = " + System.currentTimeMillis()+"ms");
04         LockTestClass test = new LockTestClass();
05         for (int i = 0; i < 3; i++) {
06             Thread thread = new ObjThread(test, i);
07             thread.start();
08         }
09     }
10 }

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）

01 public class ObjThread extends Thread {
02     LockTestClass lock;
03     int i = 0;
04
05     public ObjThread(LockTestClass lock, int i) {
06         this.lock = lock;
07         this.i = i;
08     }
09
10     public void run() {
11         //无锁方法
12 //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);
13         //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式
14         lock.synInMethod();
15         //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式
16 //      lock.synOnMethod();
17         //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式
18 //      lock.synMethodWithObj();
19         //类锁方法，采用static synchronized increment的方式
20         LockTestClass.increment();
21     }
22 }

3.再编写一个锁的测试类LockTestClass，包括各种加锁方法

01 public class LockTestClass {
02     //用于类锁计数
03     private static int i = 0;
04     //私有锁
05     private Object object = new Object();
06
07     /**
08      * <p>
09      * 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     /**
20      * 对象锁方法1
21      */
22     public synchronized void synOnMethod() {
23         System.out.println("synOnMethod begins" + ", time = "
24                 + System.currentTimeMillis() + "ms");
25         try {
26             Thread.sleep(2000L);
27         } catch (InterruptedException e) {
28             e.printStackTrace();
29         }
30         System.out.println("synOnMethod ends");
31     }
32
33     /**
34      * 对象锁方法2,采用synchronized (this)来加锁
35      */
36     public void synInMethod() {
37         synchronized (this) {
38             System.out.println("synInMethod begins" + ", time = "
39                     + System.currentTimeMillis() + "ms");
40             try {
41                 Thread.sleep(2000L);
42             } catch (InterruptedException e) {
43                 e.printStackTrace();
44             }
45             System.out.println("synInMethod ends");
46         }
47
48     }
49
50     /**
51      * 对象锁方法3
52      */
53     public void synMethodWithObj() {
54         synchronized (object) {
55             System.out.println("synMethodWithObj begins" + ", time = "
56                     + System.currentTimeMillis() + "ms");
57             try {
58                 Thread.sleep(2000L);
59             } catch (InterruptedException e) {
60                 e.printStackTrace();
61             }
62             System.out.println("synMethodWithObj ends");
63         }
64     }
65
66     /**
67      * 类锁
68      */
69     public static synchronized void increament() {
70         System.out.println("class synchronized. i = " + i + ", time = "
71                 + System.currentTimeMillis() + "ms");
72         i++;
73         try {
74             Thread.sleep(2000L);
75         } catch (InterruptedException e) {
76             e.printStackTrace();
77         }
78          System.out.println("class synchronized ends.");
79     }
80
81 }

三、测试结果

1.测试类锁和对象锁，ObjectThread的run方法修改如下：

01 public void run() {
02         //无锁方法
03 //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);
04         //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式
05         lock.synInMethod();
06         //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式
07 //      lock.synOnMethod();
08         //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式
09 //      lock.synMethodWithObj();
10         //类锁方法，采用static synchronized increment的方式
11         LockTestClass.increament();
12     }

终端输出：

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：

01 public void run() {
02         //无锁方法
03 //      lock.noSynMethod(this.getId(),this);
04         //对象锁方法1，采用synchronized synInMethod的方式
05         lock.synInMethod();
06         //对象锁方法2，采用synchronized(this)的方式
07 //      lock.synOnMethod();
08         //私有锁方法，采用synchronized(object)的方式
09         lock.synMethodWithObj();
10         //类锁方法，采用static synchronized increment的方式
11 //      LockTestClass.increament();
12     }

终端输出：

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。