java 变量锁类型的区别_面试官:请说一下对象锁和类锁的区别

栏目:热点资讯  时间:2023-08-10
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  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。

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  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。

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  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。

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  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();

  // 方式 3

  //objectLock.methodLock();

  } catch (Exception e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  }

  }

  我们预测的结果就是每个线程都会立刻输出线程名称,然后各自休眠 10 秒。

  分别调用方式1、2、3,效果都是一样的,我们看到输出结果和我们预测的是一样的,5 个线程都立即输出线程名,然后等待 10 秒,整个程序退出。

  类锁

  类锁是加载类上的,而类信息是存在 JVM 方法区的,并且整个 JVM 只有一份,方法区又是所有线程共享的,所以类锁是所有线程共享的。

  使用类锁的方式有如下方式:

  1、锁住类中的静态变量

  因为静态变量和类信息一样也是存在方法区的并且整个 JVM 只有一份,所以加在静态变量上可以达到类锁的目的。

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  2、直接在静态方法上加 synchronized

  因为静态方法同样也是存在方法区的并且整个 JVM 只有一份,所以加在静态方法上可以达到类锁的目的。

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  3、锁住 xxx.class

  对当前类的 .class 属性加锁,可以实现类锁。

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  类锁是所有线程共享的锁,所以同一时刻,只能有一个线程使用加了锁的方法或方法体,不管是不是同一个实例。

  下面同样来做个测试,开启 5 个线程,除了调用静态方法的方式,其他两种方式中每个线程都 new 一个新的实例来分别调用,方法内完成的动作就是输出线程名称,然后休眠 10 秒钟。

  public class ClassLock {

  private static Object lock = new Object();

  /**

  * 锁住静态变量

  * @throws InterruptedException

  */

  public void lockStaticObjectField() throws InterruptedException{

  synchronized (lock){

  System.out.println(Thread.currentThread().getName());

  Thread.sleep(10*1000);

  }

  }

  /**

  * 锁住静态方法

  * @throws InterruptedException

  */

  public static synchronized void methodLock() throws InterruptedException{

  System.out.println(Thread.currentThread().getName());

  Thread.sleep(10*1000);

  }

  /**

  * 锁住 xxx.class

  * @throws InterruptedException

  */

  public void lockClass() throws InterruptedException{

  synchronized (ClassLock.class){

  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 ClassLockWorker());

  worker.setName("kite-" + i);

  worker.start();

  }

  }

  public static class ClassLockWorker implements Runnable{

  @Override

  public void run() {

  try {

  ClassLock classLock = new ClassLock();

  // 方式 1

  classLock.lockStaticObjectField();

  // 方式 2

  //ClassLock.methodLock();

  // 方式 3

  //classLock.lockClass();

  } catch (Exception e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  }

  }

  我们预测的结果就是刚开始只有1个线程抢到锁,然后输出线程名,之后等待 10 秒中,之后是下一个抢到锁的线程,输出线程名,然后等待 10 秒。直到最后一个抢到锁的线程,整个过程历时大约 50 秒。

  分别调用方式1、2、3,观察执行结果,和我们预测的是一致的。

  怎么样,面试再考你对象锁和类锁的时候,是不是能从容一点儿了呢。看到这里的同学请注意了,点个「推荐」再走,没有看到这里的同学就不用注意了(这不废话吗)

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