java并发编程实践学习---java的类锁和对象锁

最近在看Java Concurrent in Practice（java并发编程实践），发现自己对java的线程、锁等机制，理解很肤浅，学习的也不够全面。打算借着这本书，全面的学习下JDK的并发包和一些线程相关的理论知识，填补自己的空白，也可以和大家交流，理解不正确的地方，欢迎指正。第一篇博客，先简单的介绍下类锁和对象锁的概念，和关键字synchronized。

对象锁：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。

类锁：对象锁是用来控制实例方法之间的同步，类锁是用来控制静态方法（或静态变量互斥体）之间的同步。其实类锁只是一个概念上的东西，并不是真实存在的，它只是用来帮助我们理解锁定实例方法和静态方法的区别的。我们都知道，java类可能会有很多个对象，但是只有1个Class对象，也就是说类的不同实例之间共享该类的Class对象。Class对象其实也仅仅是1个java对象，只不过有点特殊而已。由于每个java对象都有1个互斥锁，而类的静态方法是需要Class对象。所以所谓的类锁，不过是Class对象的锁而已。获取类的Class对象有好几种，最简单的就是MyClass.class的方式。

为什么需要加锁呢？肯定是因为存在不同线程对共享对象的并发访问，没有数据共享就不需要锁。

下面这个类，是我们使用java的synchronized方式进行控制的方法，会在我们后面的线程中调用。

package net.aty.lock.target;

public class TargetMethod
{
    // 对象锁：形式1
    public synchronized void objLockMethod1()
    {
        System.out.println( "in...objLockMethod1" );
        try
        {
            Thread.sleep( 500 );
        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println( "out...objLockMethod1" );
    }

    // 对象锁：形式2
    public void objLockMethod2()
    {
        synchronized ( this )
        {
            System.out.println( "in...objLockMethod2" );
            try
            {
                Thread.sleep( 500 );
            } catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println( "out...objLockMethod2" );
        }

    }

    // 类锁：形式1
    public static synchronized void classLock1()
    {
        System.out.println( "classLock1------in" );
        try
        {
            Thread.sleep( 500 );
        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println( "classLock1------out" );
    }

    // 类锁：形式2
    public void classLock2()
    {
        synchronized (TargetMethod. class )
        {
            System.out.println( "classLock2------in" );
            try
            {
                Thread.sleep( 500 );
            } catch (InterruptedException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println( "classLock2------out" );
        }

    }

}

1、我们先来做第一个测试，该测试很简单，说明：如果线程不存在数据共享，锁就不会有效果，也就没有必要加锁。

package net.aty.lock.thread.first;

import net.aty.lock.target.TargetMethod;

public class DemoThread1 extends Thread
{
    private TargetMethod target = null ;

    public DemoThread1(TargetMethod target)
    {
        this .target = target;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        target.objLockMethod1();
    }
}

package net.aty.lock.thread.first;

import net.aty.lock.target.TargetMethod;

public class DemoThread2 extends Thread
{
    private TargetMethod target = null ;

    public DemoThread2(TargetMethod target)
    {
        this .target = target;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        target.objLockMethod2();
    }
}

package net.aty.lock.thread.first;

import net.aty.lock.target.TargetMethod;

public class Test
{

    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        test2();
    }

    public static void test1() throws Exception
    {
        TargetMethod target1 = new TargetMethod();
        TargetMethod target2 = new TargetMethod();

        // 线程1运行后,睡眠500ms
        Thread t1 = new DemoThread1(target1);
        t1.start();

        // 主线程睡眠100ms后,恢复执行,此时线程1仍然处于睡眠状态
        Thread.sleep( 100 );
        System.out.println( "main thread runnig...." );

        // 线程2开始运行
        Thread t2 = new DemoThread2(target2);
        t2.start();
    }

    public static void test2() throws Exception
    {
        TargetMethod shared = new TargetMethod();

        Thread t1 = new DemoThread1(shared);
        t1.start();

        Thread.sleep( 100 );
        System.out.println( "main thread runnig...." );

        Thread t2 = new DemoThread2(shared);
        t2.start();
    }
}

2、第二组测试，验证所谓的"类锁"的确可以达到控制静态方法同步的效果

package net.aty.lock.thread.second;

import net.aty.lock.target.TargetMethod;

public class DemoThread3 extends Thread
{

    public DemoThread3()
    {

    }

    @Override
    public void run()
    {
        TargetMethod.classLock1();
    }
}

package net.aty.lock.thread.second;

import net.aty.lock.target.TargetMethod;

public class DemoThread4 extends Thread
{
    private TargetMethod target = null ;

    public DemoThread4(TargetMethod target)
    {
        this .target = target;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        target.classLock2();
    }
}

package net.aty.lock.thread.second;

import net.aty.lock.target.TargetMethod;

public class Test
{

    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        // 线程3运行后,睡眠500ms
        Thread t1 = new DemoThread3();
        t1.start();

        // 主线程睡眠100ms后,恢复执行,此时线程1仍然处于睡眠状态
        Thread.sleep( 100 );
        System.out.println( "main thread runnig...." );

        // 线程4开始运行
        Thread t2 = new DemoThread4( new TargetMethod());
        t2.start();
    }

}

执行结果如下：通过分析，可以知道的确实现了static方法之间的同步访问

classLock1------in
main thread runnig....
classLock1------out
classLock2------in
classLock2------out

3、最后我们来测试下对象锁和类锁的区别和联系。线程5会访问同步的实例方法，线程6访问同步的静态方法。

package net.aty.lock.thread.third;

import net.aty.lock.target.TargetMethod;

public class DemoThread5 extends Thread
{
    private TargetMethod target = null ;

    public DemoThread5(TargetMethod target)
    {
        this .target = target;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        target.objLockMethod1();
    }
}

package net.aty.lock.thread.third;

import net.aty.lock.target.TargetMethod;

public class DemoThread6 extends Thread
{
    public DemoThread6()
    {
    }

    @Override
    public void run()
    {
        TargetMethod.classLock1();
    }
}

package net.aty.lock.thread.third;

import net.aty.lock.target.TargetMethod;

public class Test
{

    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        test2();
    }

    public static void test1() throws Exception
    {
        // 线程5开始运行
        Thread t1 = new DemoThread5( new TargetMethod());
        t1.start();

        // 主线程睡眠100ms后,恢复执行,此时线程1仍然处于睡眠状态
        Thread.sleep( 100 );
        System.out.println( "main thread runnig...." );

        // 线程6运行后,睡眠500ms
        Thread t2 = new DemoThread6();
        t2.start();
    }

    public static void test2() throws Exception
    {
        // 线程6开始运行
        Thread t2 = new DemoThread6();
        t2.start();

        // 主线程睡眠100ms后,恢复执行,此时线程1仍然处于睡眠状态
        Thread.sleep( 100 );
        System.out.println( "main thread runnig...." );

        // 线程5
        Thread t1 = new DemoThread5( new TargetMethod());
        t1.start();
    }

}

执行结果如下：

classLock1------in
main thread runnig....
in...objLockMethod1
classLock1------out
out...objLockMethod1

可以看出，类锁和对象锁不是同1个东西，一个是类的Class对象的锁，1个是类的实例的锁。也就是说：1个线程访问静态synchronized的时候，允许另一个线程访问对象的实例synchronized方法。反过来也是成立的，因为他们需要的锁是不同的。