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JUC并发编程基础篇第三章之Synchronized八锁案例[理解锁的对象]

时间：2023-04-07 15:47:03浏览次数：50  
标签：JUC 八锁 Synchronized synchronized void Thread class new public

目录

1、总结

作用对象 锁的范围
对于普通方法 锁的是当前对象this
对于静态方法 锁的是当前类的class对象,如Iphone.class唯一的一个模板
对于同步代码块 锁的是synchronized(?) 里面的对象

2、Java8锁

Java8锁是针对锁对象不同的对应的8个案例,通过下面案例,可以帮忙理解synchronized 锁的到底是什么

案例1 打印的方法都有synchronized修饰,先调用email,后调用Sms ; 输出顺序?

标准访问有a,b 两个线程,打印的方法都有synchronized修饰,先调用email,后调用Sms ; 输出顺序?

public class Phone1 {
    public synchronized void sendEmail()  {
        System.out.println(------发送email----);
    }

    public synchronized void sendSms() {
        System.out.println(------发送sms----);
    }
}


public class Java8Lock1 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone1 phone = new Phone1();
        new Thread(phone::sendEmail,a).start();
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(phone::sendSms,b).start();
    }
}

解析: 因为使用的都是同一个对象,且相同对象都加了synchronized , 所以先输出email ,后输出 sms

案例2 如果在发送email的方法,加入了暂定3s中的操作,打印顺序?

如果在发送email的方法,加入了暂定3s中的操作,打印顺序?

public class Phone2 {
    public synchronized void sendEmail()  {
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(------发送email----);
    }

    public synchronized void sendSms() {
        System.out.println(------发送sms----);
    }
}

public class Java8Lock2 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone2 phone = new Phone2();
        new Thread(phone::sendEmail,a).start();
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(phone::sendSms,b).start();
    }

解析: 和案例1 一样, 还是按顺序,即便等待3秒,还是得按顺序输出 - - - - - -

案例3 增加一个普通的方法hello,此时b线程调用hello , 先打印email还是hello?

增加一个普通的方法hello,此时b线程调用hello , 先打印email还是hello?

public class Phone3 {
    public synchronized void sendEmail()  {
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(------发送email----);
    }

    public synchronized void sendSms() {
        System.out.println(------发送sms----);
    }

    public void hello() {
        System.out.println(------hello----);
    }
}


public class Java8Lock3 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone3 phone = new Phone3();
        new Thread(phone::sendEmail,a).start();
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(phone::hello,b).start();
    }
}

解析: hello没有添加synchronized所以不收对象锁的约束, 不用等email, 直接输出; 先输出hello,后输出email - - - - - -

案例4 有两部手机,先打印邮件还是短信

有两部手机,先打印邮件还是短信

public class Phone4 {
    public synchronized void sendEmail()  {
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(------发送email----);
    }

    public synchronized void sendSms() {
        System.out.println(------发送sms----);
    }

    public void hello() {
        System.out.println(------hello----);
    }
}

public class Java8Lock4 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone4 phone1 = new Phone4();
        Phone4 phone2 = new Phone4();
        new Thread(phone1::sendEmail,a).start();
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(phone2::sendSms,b).start();
    }
}

解析: 普通方法添加synchronized所以的是当前对象,此时用了2个对象,那么使用的都是各自的锁,互不影响; 先输出sms,后输出email - - - - - -

案例5 有两个静态同步方法,只有一个手机,打印顺序?

有两个静态同步方法,只有一个手机,打印顺序?

public class Phone5 {
    public static synchronized void sendEmail()  {
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(------发送email----);
    }

    public static synchronized void sendSms() {
        System.out.println(------发送sms----);
    }

    public void hello() {
        System.out.println(------hello----);
    }
}


public class Java8Lock5 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone5 phone = new Phone5();
        new Thread(() -> {
            phone.sendEmail();
        }, b).start();
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone.sendSms();
        }, b).start();
    }
}

解析: 静态方法添加synchronized 所以的当前类.class ; 所以此时是先输出email 后输出sms - - - - - -

案例6 有两个静态同步方法,有2个手机,先打印那个,打印顺序?

有两个静态同步方法,有2个手机,先打印那个,打印顺序?

public class Phone6 {
    public static synchronized void sendEmail()  {
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(------发送email----);
    }

    public  synchronized void sendSms() {
        System.out.println(------发送sms----);
    }

    public void hello() {
        System.out.println(------hello----);
    }
}

public class Java8Lock6 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone6 phone1 = new Phone6();
        Phone6 phone2 = new Phone6();
        new Thread(() -> {
            phone1.sendEmail();
        }, b).start();
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.sendSms();
        }, b).start();
    }
}

解析: 静态方法添加synchronized 所以的当前类.class ; 不管是几个对象, 他们都是属于类.class 所以此时是先输出email 后输出sms - - - - - -

案例7 有1个静态普通方法,有一个普通方法,1个手机,打印顺序?

有1个静态普通方法,有一个普通方法,1个手机,打印顺序?

public class Phone7 {
    public static synchronized void sendEmail()  {
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(------发送email----);
    }

    public static synchronized void sendSms() {
        System.out.println(------发送sms----);
    }

    public void hello() {
        System.out.println(------hello----);
    }
}

public class Java8Lock7 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone6 phone1 = new Phone6();
        new Thread(() -> {
            phone1.sendEmail();
        }, b).start();
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone1.hello();
        }, b).start();
    }
}

解析: 静态方法添加synchronized 所以的当前类.class ; hello没有加锁,不受影响,先输出hello,后输出email - - - - - -

案例8 有1个静态普通方法,有一个普通方法,2个手机,打印顺序?

有1个静态普通方法,有一个普通方法,2个手机,打印顺序?

public class Phone8 {
    public static synchronized void sendEmail()  {
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(------发送email----);
    }

    public static synchronized void sendSms() {
        System.out.println(------发送sms----);
    }

    public void hello() {
        System.out.println(------hello----);
    }
}


public class Java8Lock8 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone6 phone1 = new Phone6();
        Phone6 phone2 = new Phone6();
        new Thread(() -> {
            phone1.sendEmail();
        }, b).start();
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(()->{
            phone2.sendSms();
        }, b).start();
    }
}

解析: 静态方法添加synchronized 所以的当前类.class ; 不管几个对象,都是共同一把锁,所以按执行顺序执行; 先输出email后输出sms

3、字节码分析synchronized 锁不同对象的区别

同步代码块字节码分析


public class jvmSync {
    Object object = new Object();
 
    public jvmSync() {
    }
 
    public void testSync() {
        synchronized(this.object) {
            System.out.println("comehere");
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
    }
}

我们找到字节码的路径,输出 javap -c jvmSync.class 他对进行反编译,可以得如下的效果


Compiled from "jvmSync.java"
public class com.tvu.jvm_sync.jvmSync {
  java.lang.Object object;
  public com.tvu.jvm_sync.jvmSync();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: aload_0
       5: new           #2                  // class java/lang/Object
       8: dup
       9: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
      12: putfield      #3                  // Field object:Ljava/lang/Object;
      15: return
 
  public void testSync();
    Code:
       0: aload_0
       1: getfield      #3                  // Field object:Ljava/lang/Object;
       4: dup
       5: astore_1
       6: monitorenter
       7: getstatic     #4                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream
;
      10: ldc           #5                  // String comehere
      12: invokevirtual #6                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/
String;)V
      15: aload_1
      16: monitorexit
      17: goto          25
      20: astore_2
      21: aload_1
      22: monitorexit
      23: aload_2
      24: athrow
      25: return
    Exception table:
       from    to  target type
           7    17    20   any
          20    23    20   any
 
  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: return
}

我们可以通过 #6 & #16 可以知道他是通过monitorenter/monitorexit 控制锁的对象, 但是在22, 我们可以发现他还有一个monitorexit; 这里他的目的是防止我们程序拿到monitor之后出现异常,无法释放锁;

以为们可以知道一个道理,一般情况下是一个monitorenter配2个monitorexit;
在极端情况下,比如抛出异常此时是一个monitorenter配一个monitorexit;

普通同步方法

public class jvmSync {
 
    public synchronized  void testSync() {
            System.out.println("comehere");
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
    }
}

在这里我们需要看到更加详细的信息, 编译命令为 javap -v jvmSync.class 反编译后的结果是

 public synchronized void testSync();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_SYNCHRONIZED
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         3: ldc           #3                  // String comehere
         5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
         8: return
      LineNumberTable:
        line 6: 0
        line 7: 8
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       9     0  this   Lcom/tvu/jvm_sync/jvmSync;

通过上面的代码,我们可以发现,只要我们加了Synchronized, 他就会给我们添加ACC_SYNCHRONIZED 标识;

  • 调用指令将会检查方法ACC_SYNCHRONIZED 访问标识是否被设置过,如果设置了,执行线程会将先持有的monitor锁,然后释放方法;
  • 最后在方法完成时(无论正常完成还是非正常完成)释放锁

静态同步方法

public class jvmSync {
 
    public static synchronized  void testSync() {
            System.out.println("comehere");
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
    }
}

通过反编译命令javap -v jvmSync.class ,可以得到如下的结果

 public static synchronized void testSync();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_SYNCHRONIZED
    Code:
      stack=2, locals=0, args_size=0
         0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         3: ldc           #3                  // String comehere
         5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
         8: return
      LineNumberTable:
        line 6: 0
        line 7: 8

可以发现对于static他添加了ACC_STATIC 这个标识, 通过这个标识,可以告诉JVM告诉那个是类锁,那个是对象锁

4、面试题: 为什么任意一个对象,都可以成为锁

回答: 因为每个一个对象天生就通过ObjectMonitor就带有一个对象监视器
解析:
通过openJdk8 , 在HotSpot虚拟机中, monitor采用了ObjectMonitor实现, 他继承VMonbject
当我们在进行生成一个对象,他会调用父类的VMonbject
在这里插入图片描述
在objectMonitor.hpp中, 他初始化了管程的各种信息;
在这里插入图片描述
其中几个关键属性的含义如下

  • _owner : 指向持有ObjectMonitor对象的线程
  • _WaitSet: 存放处于wait状态的线程队列
  • _EntryList: 存放处于等待Block状态的线程队列
  • _recursions: 锁的重入次数
  • _count: 用来记录该线程获取锁的次数

标签：JUC,八锁,Synchronized,synchronized,void,Thread,class,new,public
From： https://www.cnblogs.com/itcastwzp/p/17296372.html

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