Java的類鎖、對象鎖和方法鎖


在Java中,對於synchronized關鍵字,大家看到的第一反應就是這個關鍵字是進行同步操作的,即得名“同步鎖”。

  • 當用它來修飾方法和代碼塊時,默認當前的對象為鎖的對象,即對象鎖。

  • 當用來修飾類和靜態方法時,默認當前的類為鎖的對象

對象鎖

修飾在方法上時,多個線程調用同一對象同步方法時會阻塞,調用不同對象同步方法不會阻塞

在多線程環境下,調用不同對象的同步方法:

public class SynchronizedDemo {

    public synchronized void synTest(){
        int i = 5;
        while (i-- > 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo demo1 = new SynchronizedDemo();
        SynchronizedDemo demo2 = new SynchronizedDemo();

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                demo1.obj3();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                demo2.obj3();
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

Output:

Thread-0 : 4
Thread-1 : 4
Thread-0 : 3
Thread-1 : 3
Thread-0 : 2
Thread-1 : 2
Thread-0 : 1
Thread-1 : 1
Thread-0 : 0
Thread-1 : 0

在多線程環境下,調用同一對象的同步方法:

public class SynchronizedDemo {

    public synchronized void synTest(){
        int i = 5;
        while (i-- > 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedDemo demo1 = new SynchronizedDemo();
        SynchronizedDemo demo2 = new SynchronizedDemo();

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                demo1.synTest();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                demo1.synTest();
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

Output:

Thread-0 : 4
Thread-0 : 3
Thread-0 : 2
Thread-0 : 1
Thread-0 : 0
Thread-1 : 4
Thread-1 : 3
Thread-1 : 2
Thread-1 : 1
Thread-1 : 0

在多線程環境下,調用不同對象通過this修飾的局部代碼塊

public class SynchronizedDemo {

    public void synTest(){
        synchronized (this){
            int i = 5;
            while (i-- > 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        SynchronizedDemo demo1 = new SynchronizedDemo();
        SynchronizedDemo demo2 = new SynchronizedDemo();

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                demo1.synTest();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                demo2.synTest();
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

Output:

Thread-0 : 4
Thread-1 : 4
Thread-0 : 3
Thread-1 : 3
Thread-0 : 2
Thread-1 : 2
Thread-0 : 1
Thread-1 : 1
Thread-0 : 0
Thread-1 : 0

對於this修飾的其實指的就是類的實例,所以它也屬於對象鎖,並不是類鎖。


在多線程環境下,調用不同對象通過其他實例類修飾的局部代碼塊

public class SynchronizedDemo {

    public void synTest(){
        String str = new String("lock");
        synchronized (str){
            int i = 5;
            while (i-- > 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        SynchronizedDemo demo1 = new SynchronizedDemo();
        SynchronizedDemo demo2 = new SynchronizedDemo();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            demo1.synTest();
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            demo2.synTest();
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

Output:

Thread-0 : 4
Thread-1 : 4
Thread-1 : 3
Thread-0 : 3
Thread-1 : 2
Thread-0 : 2
Thread-1 : 1
Thread-0 : 1
Thread-1 : 0
Thread-0 : 0

我們可以看到,我們通過每次調用時實例一個String來進行同步代碼塊,但是並沒有發生阻塞,因為每次生成的是一個實例String,鎖的是String,每次都是不一樣的,所以不會發生阻塞。


可以通過上述的運行結果可以得到一下結論:

在多線程環境下:

  • 調用不同對象的同步方法,不會發生阻塞
  • 調用相同對象的同步方法,會發生阻塞
  • 調用不同對象通過this修飾的局部代碼塊,不會發生阻塞
  • 調用不同對象通過其他實例類修飾的同步代碼塊,不會發生阻塞

類鎖

在多線程環境下,多次調用類的靜態同步方法:

public class SynchronizedDemo {

    public static synchronized void synTest(){
        int i = 5;
        while (i-- > 0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                SynchronizedDemo.synTest();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                SynchronizedDemo.synTest();
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }

Output:

Thread-0 : 4
Thread-0 : 3
Thread-0 : 2
Thread-0 : 1
Thread-0 : 0
Thread-1 : 4
Thread-1 : 3
Thread-1 : 2
Thread-1 : 1
Thread-1 : 0

在多線程環境下,多次調用被類鎖的代碼塊:

public class SynchronizedDemo {
    
    public void synTest(){
        synchronized (SynchronizedDemo.class){
            int i = 5;
            while (i-- > 0){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        SynchronizedDemo demo1 = new SynchronizedDemo();
        SynchronizedDemo demo2 = new SynchronizedDemo();

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                demo1.synTest();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                demo2.synTest();
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

Output:

Thread-1 : 4
Thread-1 : 3
Thread-1 : 2
Thread-1 : 1
Thread-1 : 0
Thread-0 : 4
Thread-0 : 3
Thread-0 : 2
Thread-0 : 1
Thread-0 : 0

對於對象SynchronizedDemo.class,實際上就是SynchronizedDemo這個類,也就是對類進行加鎖。

可以通過上述的運行結果可以得到一下結論:

在多線程環境下:

  • 多次調用靜態的同步方法,會進行阻塞
  • 不同對象調用被類鎖的同步代碼塊,會進行阻塞

類鎖和對象鎖同時存在

在多線程環境下,同時調用同一對象的類鎖和對象鎖

public class SynchronizedDemo {

    public static synchronized void synTestStatic() {
        int i = 5;
        while (i-- > 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public synchronized void synTest() {
        int i = 5;
        while (i-- > 0) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + i);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        SynchronizedDemo demo1 = new SynchronizedDemo();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            demo1.synTest();
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            SynchronizedDemo.synTestStatic();
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

Output:

Thread-1 : 4
Thread-0 : 4
Thread-1 : 3
Thread-0 : 3
Thread-1 : 2
Thread-0 : 2
Thread-1 : 1
Thread-0 : 1
Thread-1 : 0
Thread-0 : 0

我們可以到看到,在多線程環境下,類鎖和對象鎖同時存在的情況下,多線程訪問時不會阻塞,因為他們不是同一個鎖。


可以通過上述的運行結果可以得到一下結論:

在多線程環境下:

  • 類鎖和對象鎖同時存在的情況下,不會發生阻塞

總結

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