面试官:synchronized可以锁字符串吗?

  Java   8分钟   831浏览   0评论

你好呀,我是小邹。

今天给大家分享一个Java面试题:synchronized可以锁字符串吗?

前言

在日常项目中可能存在需要防止用户数据并发操作的问题,需要对代码块进行加锁保护。

例如:用户输入存数据库,重复数据不存DB;用户操作缓存数据等,这里想尽可能把锁的对象放小,因此通常都是锁用户而不是锁整个类或者代码块;然而在用synchronized(userId)的时候可能会存在一些问题。

synchronized 锁字符串的问题

使用synchronized锁一个字符串👇

package thread;

/**
 * @author: 邹祥发
 * @date: 2022/8/22 11:52
 */
public class ThreadTest implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        synchronized (new String("字符串常量")) {
            //线程进入
            System.out.println(" thread start");
            try {
                //进入后睡眠
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //线程结束
            System.out.println(" thread end");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            Thread thread = new Thread(new ThreadTest(), "dd");
            thread.start();
        }
    }
}

运行结果如下:

 thread start
 thread start
 thread start
 thread end
 thread end
 thread end

可以发现还是并发执行了,因为synchronized (new String("字符串常量"))锁的对象不是同一个,仅仅是值相等,此时的字符串是在堆栈中。将代码修改为如下

@Override
public void run() {
    String str = "字符串常量";
    synchronized (str) {
        //线程进入
        System.out.println(" thread start");
        try {
            //进入后睡眠
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
       }
        //线程结束
       System.out.println(" thread end");
    }
}

或者在修改锁的内容为synchronized (new String("字符串常量").intern()),得到运行结果为

 thread start
 thread end
 thread start
 thread end
 thread start
 thread end

通过上面结果可以看出此时synchronized 是可以锁住字符串了,但是我们如果通过锁字符串对象的方式是锁不住字符串的。因为字符串对象不是同一个地址,因此如果想要锁住用户ID,需要把用户ID添加到字符串常量池中。如果通过User user = new User()的方式锁user.getUserId()是无法有效锁住用户的

看下下面的例子

public static void main(String[] args) {
    String name = "xiaozou";
    String nameObj = new String("xiaozou");
    System.out.println(name.equals(nameObj));
    System.out.println(name == nameObj);
    System.out.println(name == nameObj.intern());
}

运行结果为

true
false
true

通过上面的结果可以看出,name字符串常量和nameObj字符串对象的值相等,地址不同。通过new的对象是在堆栈中,字符串常量是存放在常量池中,通过nameObj.intern()把字符串对象放入常量池中,则地址是同一个

synchronized 锁字符串用String的intern()存在的问题

通过上面的demo可以得出,使用synchronized 锁字符串,需要将字符串添加到字符串常量池中。日常使用中通过通过new对象的方式创建对象,再取对象的字段,因此需要使用intern把字符串放入常量池中,但是直接使用String的intern全部把字符串放入常量池会存在一些问题。显然在数据量很大的情况下,将所有字符串都放入常量池是不合理的,常量池大小依赖服务器内存,且只有等待fullGC,极端情况下会导致频繁fullGC。并且在数据量很大的情况下,将字符串放入常量是存在性能问题

可以用google的guava包的interner类:

public class test{
    private static Interner<String> lock = Interners.newWeakInterner();
    public void test() {
        synchronized (lock.intern(id.toString())){
        //do...
        }
    }
}

Interner是通过MapMaker构造ConcurrentMap来实现弱引用,ConcurrentMap用分段的方式保证安全。这里个人觉得比常量池的优点就在于这里是弱引用的方式,便于map的回收,常量池只能依赖于fullGC,这里的回收在不使用或内存不够用条件下即可被回收(Minor GC阶段)。

总结

  • synchronized可以锁存活于字符串常量池中的值,不能锁存活于堆栈中的字符串(字符串地址要相同)
  • 可以使用String对象.intern()将该字符串放入字符串常量池中,但是常量池的回收只能依赖于fullGC,故不推荐使用
  • 推荐使用guava包下的interner类,使用弱引用的方式,在内存不足的时候自动进行垃圾回收
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