synchronized 作为悲观锁,锁住了什么?

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继续来认识 synchronized,上篇文章加不加 synchronized 有什么区别?我们了解了 synchronized 是在多线程并发竞争同一资源的时候使用,这一篇我们来了解,synchronized 作为悲观锁,锁住了什么?

锁实例对象

上篇文章我们就有锁实例对象的代码样例,只是当时没有细说这个概念。我们再写一个代码来测试一下。代码逻辑是这样的:我们写 2 个 synchronized 实例方法,让 5 个线程随机执行 2 个方法。代码如下:

只有一个实例对象的情况:

public class SynchronizedTest {

    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedTest synchronizedTest = new SynchronizedTest();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            int thisi = i;
            Thread thread = new Thread(() -> {
                if (thisi % 2 == 0) {
                    synchronizedTest.testSynchronizedMethod1();
                } else {
                    synchronizedTest.testSynchronizedMethod2();
                }
            });
            thread.start();
        }
    }

    public synchronized void testSynchronizedMethod1() {
        System.out.printf("%s-testSynchronizedMethod1-start-count=%s\n", Thread.currentThread().getName(), count);
        count ++;
        System.out.printf("%s-testSynchronizedMethod1-end-count=%s\n", Thread.currentThread().getName(), count);
    }

    public synchronized void testSynchronizedMethod2() {
        System.out.printf("%s-testSynchronizedMethod2-start-count=%s\n", Thread.currentThread().getName(), count);
        count ++;
        System.out.printf("%s-testSynchronizedMethod2-end-count=%s\n", Thread.currentThread().getName(), count);
    }
}

运行结果:

这份代码里面有 5 个线程竞争一个 synchronizedTest 资源,所以只能串行跑,我们这里用了 2 个方法,为了让大家更清楚的明白锁的是对象,而不是锁对象里面的某个方法。如果是锁方法,那么线程Thread-0调用testSynchronizedMethod1方法和线程Thread-1调用testSynchronizedMethod2方法就不会串行执行,会并发执行;但是结果是串行执行,也就验证了是锁 synchronizedTest 对象而不是方法。通过 count 结果,更加清晰的了解,方法是串行执行的。

每个线程一个实例对象的情况:

public class SynchronizedTest {

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            SynchronizedTest synchronizedTest = new SynchronizedTest();
            int thisi = i;
            Thread thread = new Thread(() -> {
                if (thisi % 2 == 0) {
                    synchronizedTest.testSynchronizedMethod1();
                } else {
                    synchronizedTest.testSynchronizedMethod2();
                }
            });
            thread.start();
        }
    }

    public synchronized void testSynchronizedMethod1() {
        System.out.printf("%s-testSynchronizedMethod1-start-count=%s\n", Thread.currentThread().getName(), count);
        count ++;
        System.out.printf("%s-testSynchronizedMethod1-end-count=%s\n", Thread.currentThread().getName(), count);
    }

    public synchronized void testSynchronizedMethod2() {
        System.out.printf("%s-testSynchronizedMethod2-start-count=%s\n", Thread.currentThread().getName(), count);
        count ++;
        System.out.printf("%s-testSynchronizedMethod2-end-count=%s\n", Thread.currentThread().getName(), count);
    }
}

这份代码是每个线程有独立的对象,线程之间没有竞争,所以互不影响,count 也都是线程独立的,所以 end 结果都是 1。这个例子为了和下面的锁类的 Class 对象做对比,先记住锁实例对象的情况,只要线程之间锁的不是同一个实例对象,线程之间就没有竞争。

锁类的 Class 对象

我们将本来实例方法改成 static 静态方法,这份代码 IDE 会提示异常,咱先忽略异常,可以执行成功。

public class SynchronizedTest {

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            SynchronizedTest synchronizedTest = new SynchronizedTest();
            Thread thread = new Thread(() -> {
                synchronizedTest.testSynchronizedStaticMethod();
            });
            thread.start();
        }
    }
    
    public static synchronized void testSynchronizedStaticMethod() {
        System.out.println("testSynchronizedStaticMethod-start-" + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("testSynchronizedStaticMethod-end-" + Thread.currentThread().getName());
    }
}

代码结果:

我们可以看出,5 个线程执行到testSynchronizedStaticMethod方法都是串行执行,这和上面的例子有点差别,上面例子 5 个实例对象的情况下是互不影响的。所以可以看出,加上 static 不是锁实例对象,而是锁 Class 对象

总结

这一篇我们讲了 synchronized 修饰方法时的 2 种锁机制:锁实例对象和锁类的 Class 对象。从锁的粗粒度来对比,锁类 Class 对象的粒度大于锁实例对象。

同步方法是 synchronized 最简单的用法,接下来一篇会讲 synchronized 的代码块用法,代码块用法把锁粒度再降一个档次,期待你到时阅读。

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