有锁才有自由

生活中不存在绝对的自由,绝对的自由通常对应的无序和混沌,只有在道德、法律、伦理的约束下的相对自由,才能使人感受到自由。

而在多线程编程中,锁是至关重要的,锁就是道德,就是法律约束,没有锁的多线程环境将会是混乱的,所有线程都在争夺资源,最后的结果就是导致系统崩溃,而有了锁之后,多线程环境才能稳定高效的工作。

synchronized 关键字

synchronized 是我们所说的重量级锁,所说的重量级是相对于那些自旋锁(AQS)而言的,比如可重入锁ReentrantLock。很多人谈 synchronized 色变,说它性能差、太重,貌似言之凿凿。放在多年前确实如此,但是 Java 1.7、1.8 已经对 synchronized 做了很大优化,其性能和那些轻量级锁几乎没有差距。

所以,我们再程序中其实可以放心的使用它,即使没有用过,也肯定在一些源码里见过,比如 Netty 中就有很多地方用到了它。

下面开始进入今天的主题,类锁和实例锁。看名字就已经很明显了,类锁就是所在类上的锁,实例就是锁在类实例上的锁。

实例锁

类声明后,我们可以 new 出来很多的实例对象。这时候,每个实例在 JVM 中都有自己的引用地址和堆内存空间,这时候,我们就认为这些实例都是独立的个体,很显然,在实例上加的锁和其他的实例就没有关系,互不影响了。

通常我们使用实例锁的方式有下面三种:

1、 锁住实体里的非静态变量

非静态变量是实例自身变量,不会与其他实例共享,所以锁住实体内声明的非静态变量可以实现对象锁。锁住同一个变量的方法块共享同一把锁。

2、锁住 this 对象

this 指的是当前对象实例本身,所以,所有使用 synchronized(this)方式的方法都共享同一把锁。

3、直接锁非静态方法

最简单、最直观的一种方式,直接加在方法返回类型前。

使用对象锁的情况,只有使用同一实例的线程才会受锁的影响,多个实例调用同一方法也不会受影响。

下面来做个测试,开启 5 个线程,每个线程都 new 一个新的实例来分别调用上面三种方式的方法,方法完成的动作就是输出线程名称,然后休眠 10 秒钟。

public class ObjectLock {      private Object lock = new Object();      /**      * 锁住非静态变量      * @throws InterruptedException      */     public void lockObjectField() throws InterruptedException{         synchronized (lock){             System.out.println(Thread.currentThread().getName());             Thread.sleep(10*1000);         }     }      /**      * 锁住 this 对象 this 就是当前对象实例      * @throws InterruptedException      */     public void lockThis() throws InterruptedException{         synchronized (this){             System.out.println(Thread.currentThread().getName());             Thread.sleep(10*1000);         }     }      /**      * 直接锁住非静态方法      * @throws InterruptedException      */     public synchronized void methodLock() throws InterruptedException{         System.out.println(Thread.currentThread().getName());         Thread.sleep(10*1000);     }      public static void main(String[] args){         for (int i = 0; i < 5; i++) {             Thread worker = new Thread(new ObjectLockWorker());             worker.setName("kite-" + i);             worker.start();         }     }      public static class ObjectLockWorker implements Runnable{         @Override         public void run() {             try {                 ObjectLock objectLock = new ObjectLock();                 // 方式 1                 objectLock.lockObjectField();                 // 方式 2                 //objectLock.lockThis();