我是風箏，公眾號「古時的風箏」，一個不只有技術的技術公眾號，一個在程式圈混跡多年，主業 Java，另外 Python、React 也玩兒的 6 的斜槓開發者。 Spring Cloud 系列文章已經完成，可以到 我的 github 上檢視系列完整內容。也可以在公眾號內回覆「pdf」獲取我精心製作的 pdf 版完整教程。
類鎖和例項鎖是常見的面試題，時不時都會看到有同學討論，在類上加鎖和在 new 出來的類例項上加鎖到底有什麼區別呢？
來，今天讓你徹底搞明白類鎖和物件鎖的區別和使用方式。同學，快跟上。
有鎖才有自由
生活中不存在絕對的自由，絕對的自由通常對應的無序和混沌，只有在道德、法律、倫理的約束下的相對自由，才能使人感受到自由。
而在多執行緒程式設計中，鎖是至關重要的，鎖就是道德，就是法律約束，沒有鎖的多執行緒環境將會是混亂的，所有執行緒都在爭奪資源，最後的結果就是導致系統崩潰，而有了鎖之後，多執行緒環境才能穩定高效的工作。
synchronized 關鍵字
synchronized 是我們所說的重量級鎖，所說的重量級是相對於那些自旋鎖(AQS)而言的，比如可重入鎖ReentrantLock。很多人談 synchronized 色變，說它效能差、太重，貌似言之鑿鑿。放在多年前確實如此，但是 Java 1.7、1.8 已經對 synchronized 做了很大優化，其效能和那些輕量級鎖幾乎沒有差距。
所以，我們再程式中其實可以放心的使用它，即使沒有用過，也肯定在一些原始碼裡見過，比如 Netty 中就有很多地方用到了它。
下面開始進入今天的主題，類鎖和例項鎖。看名字就已經很明顯了，類鎖就是所在類上的鎖，例項就是鎖在類例項上的鎖。
例項鎖
類宣告後，我們可以 new 出來很多的例項物件。這時候，每個例項在 JVM 中都有自己的引用地址和堆記憶體空間，這時候，我們就認為這些例項都是獨立的個體，很顯然，在例項上加的鎖和其他的例項就沒有關係，互不影響了。
通常我們使用例項鎖的方式有下面三種：
1、 鎖住實體裡的非靜態變數
非靜態變數是例項自身變數，不會與其他例項共享，所以鎖住實體內宣告的非靜態變數可以實現物件鎖。鎖住同一個變數的方法塊共享同一把鎖。
2、鎖住 this 物件
this 指的是當前物件例項本身，所以，所有使用 synchronized(this)方式的方法都共享同一把鎖。
3、直接鎖非靜態方法
最簡單、最直觀的一種方式，直接加在方法返回型別前。
使用物件鎖的情況，只有使用同一例項的執行緒才會受鎖的影響，多個例項呼叫同一方法也不會受影響。
下面來做個測試，開啟 5 個執行緒，每個執行緒都 new 一個新的例項來分別呼叫上面三種方式的方法，方法完成的動作就是輸出執行緒名稱，然後休眠 10 秒鐘。
public class ObjectLock {
private Object lock = new Object();
/**
* 鎖住非靜態變數
* @throws InterruptedException
*/
public void lockObjectField() throws InterruptedException{
synchronized (lock){
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
Thread.sleep(10*1000);
}
}
/**
* 鎖住 this 物件 this 就是當前物件例項
* @throws InterruptedException
*/
public void lockThis() throws InterruptedException{
synchronized (this){
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
Thread.sleep(10*1000);
}
}
/**
* 直接鎖住非靜態方法
* @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();
}
}
}
}
複製程式碼我們預測的結果就是每個執行緒都會立刻輸出執行緒名稱，然後各自休眠 10 秒。
分別呼叫方式1、2、3，效果都是一樣的，我們看到輸出結果和我們預測的是一樣的，5 個執行緒都立即輸出執行緒名，然後等待 10 秒，整個程式退出。
類鎖
類鎖是載入類上的，而類資訊是存在 JVM 方法區的，並且整個 JVM 只有一份，方法區又是所有執行緒共享的，所以類鎖是所有執行緒共享的。
使用類鎖的方式有如下方式：
1、鎖住類中的靜態變數
因為靜態變數和類資訊一樣也是存在方法區的並且整個 JVM 只有一份，所以加在靜態變數上可以達到類鎖的目的。
2、直接在靜態方法上加 synchronized
因為靜態方法同樣也是存在方法區的並且整個 JVM 只有一份，所以加在靜態方法上可以達到類鎖的目的。
3、鎖住 xxx.class
對當前類的 .class 屬性加鎖，可以實現類鎖。
類鎖是所有執行緒共享的鎖，所以同一時刻，只能有一個執行緒使用加了鎖的方法或方法體，不管是不是同一個例項。
下面同樣來做個測試，開啟 5 個執行緒，除了呼叫靜態方法的方式，其他兩種方式中每個執行緒都 new 一個新的例項來分別呼叫，方法內完成的動作就是輸出執行緒名稱，然後休眠 10 秒鐘。
public class ClassLock {
private static Object lock = new Object();
/**
* 鎖住靜態變數
* @throws InterruptedException
*/
public void lockStaticObjectField() throws InterruptedException{
synchronized (lock){
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
Thread.sleep(10*1000);
}
}
/**
* 鎖住靜態方法
* @throws InterruptedException
*/
public static synchronized void methodLock() throws InterruptedException{
System.out.println(Thread.currentThread().getName());
Thread.sleep(10*1000);
}
/**
* 鎖住 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();
}
}
}
}
複製程式碼我們預測的結果就是剛開始只有1個執行緒搶到鎖，然後輸出執行緒名，之後等待 10 秒中，之後是下一個搶到鎖的執行緒，輸出執行緒名，然後等待 10 秒。直到最後一個搶到鎖的執行緒，整個過程歷時大約 50 秒。
分別呼叫方式1、2、3，觀察執行結果，和我們預測的是一致的。
總結
使用物件鎖的情況，只有使用同一例項的執行緒才會受鎖的影響，多個例項呼叫同一方法也不會受影響。
類鎖是所有執行緒共享的鎖，所以同一時刻，只能有一個執行緒使用加了鎖的方法或方法體，不管是不是同一個例項。
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