Java中String做为synchronized同步锁使用详解

Java中使用String作同步锁

在Java中String是一种特殊的类型存在，在jdk中String在创建后是共享常量池的，即使在jdk1.8之后实现有所不同，但是功能还是差不多的。

借助这个特点我们可以使用String来作同步的锁，比如更新用户信息的时候，可以使用用户的名称作为同步锁，这样不同的用户就可以使用不同的锁，提升并发性能。这个特点扩展开来适当的场景就非常之多了。

只不过正因为String的特殊性，java还包含了更多的与字符串相关的工具类，如StringBuffer、StringBuilder等。而且字符串映射的值是常量，但是String本身是可以new出来类似一个变量使用的。这些情况就会影响线程的同步了。

针对这些情况逐一测试一下。

使用new String()作一下测试

1. import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;

2. import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

4. public class TestStringSync {

5. private static Integer CNT = 0;

7. public static void main(String[] args) {

8. final String lock = new String(ObjectId.get().toString());

9. run(lock);

10. }

12. private static void run(String lock) {

13. final Integer threadNum = 10;

14. final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(threadNum, new Runnable() {

16. public void run() {

17. System.out.println("threadNum : " + threadNum);

18. }

19. });

21. for(int i = 0; i< threadNum; i++) {

22. String tmpLock = new String(lock);

23. new TestThread(cb, tmpLock.toString()).start();

24. }

25. }

27. static class TestThread extends Thread {

28. private CyclicBarrier cbLock;

29. private String lock;

31. public TestThread(CyclicBarrier cbLock, String lock) {

32. this.cbLock = cbLock;

33. this.lock = lock;

34. }

35. public void run() {

36. try {

37. cbLock.await();

38. } catch (InterruptedException e) {

39. e.printStackTrace();

40. } catch (BrokenBarrierException e) {

41. e.printStackTrace();

42. }

44. try {

45. Thread.sleep(10);

46. } catch (InterruptedException e) {

47. e.printStackTrace();

48. }

50. synchronized(lock) { //这里直接使用String对象本身作为锁

51. CNT = CNT+1;

52. System.out.println("Value:" + CNT);

53. }

54. }

55. }

57. }

输出的结果

1. threadNum : 10

2. Value:2

3. Value:2

4. Value:2

5. Value:2

6. Value:4

7. Value:5

8. Value:5

9. Value:4

10. Value:4

11. Value:4

从结果可以看出，每个线程创建前使用new String(lock)会产生不同的锁，造成线程同步失败。所以在使用的时候要特别注意这点，new String(lock)是会产生不同的对象，他们所指向的对象锁是不同的。

StringBulider和StringBuffer的问题

由上引申到StringBuilder和StringBuffer，这也是使用字符串作为同步锁需要注意的问题。比如某些场景下需要对字符串拼接后作为锁。比如：用户名+机构名:

1. StringBuilder tmpLock = new StringBuilder();

2. tmpLock.append("user name");

3. tmpLock.append("org name");

4. for(int i = 0; i< threadNum; i++) {

5. new TestThread(cb, tmpLock.toString()).start();

6. }

运行结果

1. threadNum : 10

2. Value:2

3. Value:2

4. Value:2

5. Value:3

6. Value:2

7. Value:3

8. Value:2

9. Value:3

10. Value:2

11. Value:2

可见，这个锁还是不行。原因是StringBuiler的toString方法中返回的是new String，代码如下：

1. @Override

2. public String toString() {

3. // Create a copy, don't share the array

4. return new String(value, 0, count);

5. }

这就导致线程拿到的还是不同的字符串对象。

解决方法

针对上面举的例子可以发现，使用String作为同步锁必须注意产生不同对象的问题，必须保证线程拿到的是同一个String对象。做法最简单的就是使用同一个String对象，但这个有时很难保证。特别是我们很多的时候代码是分布式环境下的。

比如，我们将用户名存在了redis里，线程每次同步的时候去redis里取一下数据，这样就很有可能导致产生新的String对象。这个时候就得使用intern()方法。上面的代码修改为：

1. synchronized(lock.intern()) {

2. CNT = CNT+1;

3. System.out.println("Value:" + CNT);

4. }

这样就是直接获取的是字符串的值本身，而不是取的String的对象，以此保证同一个字符串拿到的是同一个String对象，自然在同一个进程中就是同一个对象锁了。

测试结果

1. threadNum : 10

2. Value:1

3. Value:2

4. Value:3

5. Value:4

6. Value:5

7. Value:6

8. Value:7

9. Value:8

10. Value:9

11. Value:10