Java使用String作为同步锁的问题

本是古典何须时尚 2022-12-13 01:59 442阅读 0赞

由于String会被存储到常量池中，我们知道，一般不会使用String来作为同步锁，从两方面考虑

1.  **我们用String作为锁，并希望它能像Object一样，不同变量加锁互不影响**。然而，有时2个String对象可能指向常量池中同一个字符串，导致其加锁互相影响。一个例子如下，若在2个类中，使用了字符串字面量赋值的方式声明2个String对象，并用`synchronized`关键字对两个String对象分别加锁，由于字符串常量池，2个String对象中的字符串对象指向的是常量池中同一个内存区域，故2个加锁方法会彼此影响
    
    有2个类StringSyn1和StringSyn2，它们各自有个lock方法
    
        package com.yogurt.test;
        
        import java.util.concurrent.TimeUnit;
        
        public class StringSyn1 { 
        
        	private String lockString = "yogurt";
        
        	public void lock() { 
        		synchronized (lockString) { 
        			System.out.println("StringSyn1 get lock");
        			try { 
        				TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        			} catch (InterruptedException e) { 
        				e.printStackTrace();
        			}
        			System.out.println("StringSyn1 is about to exit");
        		}
        	}
        }
    
        package com.yogurt.test;
        
        import java.util.concurrent.TimeUnit;
        
        public class StringSyn2 { 
        
        	private String lockString = "yogurt";
        
        	public void lock() { 
        		synchronized (lockString) { 
        			System.out.println("StringSyn2 get lock");
        			try { 
        				TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        			} catch (InterruptedException e) { 
        				e.printStackTrace();
        			}
        			System.out.println("StringSyn2 is about to exit");
        		}
        	}
        }
    
    再创建一个测试类，运行
    
        public static void main(String[] args) { 
        		StringSyn1 syn1 = new StringSyn1();
        		StringSyn2 syn2 = new StringSyn2();
        		(new Thread(() -> syn1.lock())).start();
        		(new Thread(() -> syn2.lock())).start();
        }
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3ZjajEwMDk3ODQ4MTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]
    
    可以看到syn1和syn2依次打印，因为2个类的lockString变量是通过字符串字面量进行赋值，这样的方式使得2个类的lockString变量都指向了常量池中的同一个字符串对象，2个类的lock方法在同一个String对象上进行了同步，故syn2被syn1阻塞。\*\*在实际开发中，我们很难知道用作锁的String对象，是否来自于常量池，是否有其他地方也将其用作锁。\*\*当然，如果将上方lockString的部分改为`private String lockString = new String("yogurt");`这样2个类中的lockString则分别是2个不同的String对象，则可以看到2个类的lock方法互不影响，syn2没有等到syn1结束后才执行
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3ZjajEwMDk3ODQ4MTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]
2.  **当String具有业务含义，我们希望，相同内容的字符串，加的是同一把锁**。比如使用订单号来加锁，我们希望某一个订单号，同一时刻只能有一个针对该订单号的操作。那么只要订单号相同，加的应是一把锁。当有一个订单号正在被处理时，多个相同订单号的请求进来后，都应该在这把锁上排队等待。这是我们期望的，然而，**字符串内容相同，也不能保证是同一个String对象。如上面例子所示，若2个字符串对象都引用自常量池，则它们是同一个对象，可以达到相同内容字符串加同一把锁的效果**。但如果2个字符串对象具有相同内容，但却是2个不同的对象呢？比如上面使用new关键字来创建字符串。**假设有2个请求，同时到来，它们携带的订单号相同，但是存储订单号的字符串对象是不同的对象，此时加锁就会失败，会导致对同一个订单号同时进行了临界操作**。

一般只有字符串具有业务含义时，才会需要使用String作为锁，即第二种情况才需要用String做锁。而第一种情况用普通的Object作为锁即可。

那么有什么解决方法呢？最简单的就是利用字符串常量池的特性，调用一下String的intern方法，将String对象放入常量池，再用其做锁，这样就能保证相同内容的字符串变量，指向的是同一个对象了。

但是java原生的intern，不会自动清理常量池，可能会导致频繁的GC。

好在Google的guava包中有一个Interner，可以用其创建基于**弱引用**的常量池，避免GC问题。使用例子如下

package com.yogurt.test;
    
    import com.google.common.collect.Interner;
    import com.google.common.collect.Interners;
    
    public class StringSyn { 
    
    	private Interner<String> stringPool = Interners.newWeakInterner();
    
    	/** * 针对具体订单号，执行临界操作 * **/
    	public void doCriticalOperation(String orderId) { 
    		synchronized (stringPool.intern(orderId)) { 
    			//do something
    		}
    	}
    }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3ZjajEwMDk3ODQ4MTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/108333c5cf9a40ff96ee28bd8216977c.png
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