一文搞懂java中方法锁、对象锁、类锁、静态锁

synchronized关键字，我们一般称之为“同步锁”，用它来修饰需要同步的方法和需要同步代码块，默认是当前对象作为锁的对象。在用类修饰synchronized时（或者修饰静态方法），默认是当前类的Class对象作为锁的对象，故存在着方法锁、对象锁、类锁这样的概念。

先给出以下代码感受下代码执行的时候为什么需要同步？代码可能比较枯燥，配上业务理解起来就会舒服很多，学生军训，有三列，每列5人，需要报数，每个线程负责每一列报数。

class SynchronizedExample {
	protected static int num = 0;
	protected void numberOff() {
		for(int i=0; i<5; i++) {
			num++;
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+SynchronizedExample.num);
		}
	}
}

public class SynchronizedTest {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		SynchronizedExample se = new SynchronizedExample();
		for(int i=1; i<=3; i++) {
			new Thread( ()->  {se.numberOff();}, "线程"+i).start();
		}
	}
}

执行结果如下：

之所以出现这种情况，是因为三个线程是异步的，没有同步。对应的业务场景就是，在第一列没有完成报数的时候，其他队列抢报了，这在现实中是不允许的，所以需要类似于synchronized等具有同步功能的关键字粉末登场。
当将报数方法加上synchronized关键字之后,就会一列一列的报数。

	protected synchronized void numberOff() {
		for(int i=0; i<5; i++) {
			num++;
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+SynchronizedExample.num);
		}
	}

加锁后代码执行如下：

写到这里还是要从技术层面讲下原理，当一个线程执行带有synchronized关键字的方法时，该线程会在该方法处设置一个锁（其他线程打不开这个锁，只能在外边等该线程释放掉该锁，一般都都是执行玩所有代码逻辑主动释放锁），表示此方法是当前线程独占的，对应到上述业务中就是一次只能有一个队列报数。

一、对象锁

改进后的代码用到了一个对象锁，该对象锁默认是当前对象，上述代码等同于以下代码：

	protected void numberOff() {
		synchronized (this) {
			for (int i = 0; i < 5; i++) {
				num++;
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + SynchronizedExample.num);
			}
		}
}

当多个线程用一个对象锁，各个线程可以达到同步的作用，如果每个线程都用自己的对象锁，那么synchronized就失去了同步的作用。如以下代码：

class SynchronizedExample {
	protected static int num = 0;

	protected void numberOff() {
		synchronized (this) {
			for (int i = 0; i < 5; i++) {
				num++;
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + SynchronizedExample.num);
			}
		}
	}
}

public class SynchronizedTest {

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		SynchronizedExample se = new SynchronizedExample();
		for(int i=1; i<=3; i++) {
			new Thread( ()->  {new SynchronizedExample().numberOff();}, "队列"+i).start();
		}
	}
}

有读者会说不同线程执行的是不同对象中的方法，肯定达不到同步的效果，也对，也很有道理，接着看如下代码：

class SynchronizedExample {
	protected static int num = 0;

	protected void numberOff(Object lock) {
		synchronized (lock) {
			for (int i = 0; i < 5; i++) {
				num++;
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + SynchronizedExample.num);
			}
		}
	}
}

public class SynchronizedTest {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		SynchronizedExample se = new SynchronizedExample();
		for(int i=1; i<=3; i++) {
			new Thread( ()->  {se.numberOff(new Object());}, "队列"+i).start();
		}
	}
}

二、类锁

对于上述问题，读者应该得出一个结论，要想达到同步的效果，必须用同一个锁，此时类锁可以粉末登场。看如下代码：

	protected void numberOff(Object lock) {
		synchronized (SynchronizedExample.class) {
			for (int i = 0; i < 5; i++) {
				num++;
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + SynchronizedExample.num);
			}
		}
	}

上述代码可以达到同步的效果。

三、静态锁

静态锁是针对静态方法而言，当一个静态方法中有synchronized关键字时，默认的是使用当前类字节码对象作为锁。代码示例如下：

class SynchronizedExample {
	protected static int num = 0;

	protected synchronized static void numberOff() {
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			num++;
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + SynchronizedExample.num);
		}
	}
}

public class SynchronizedTest {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		for (int i = 1; i <= 3; i++) {
			new Thread(() -> { new SynchronizedExample().numberOff(); }, "队列" + i).start();
		}
	}
}

最后炫个技,用线程池将上述代码写一下：

package ioo;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

class SynchronizedExample {
	protected static int num = 0;
	protected synchronized static void numberOff() {
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			num++;
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + SynchronizedExample.num);
		}
	}
}

public class SynchronizedTest {
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
		for(int i=1; i<=3; i++) {
			executorService.execute(() -> new SynchronizedExample().numberOff());
		}
	}
}