Java 多線程同步入門：synchronized 關鍵字修飾方法、單例模式線程安全與性能陷阱

synchronized 修飾方法基本用法

public synchronized void run() { ... }  // 實例方法同步
public static synchronized void method() { ... }  // 靜態方法同步

效果：同一實例下，所有 synchronized 實例方法互斥；同一類下，所有 synchronized 靜態方法互斥。

實例鎖綁定陷阱

Test test1 = new Test();
Test test2 = new Test();
// test1.method() 和 test2.method() 可同時執行！鎖的是不同實例
// 必須共享同一實例才能實現同步

單例模式線程不安全演示

class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            Thread.yield();  // 放大並發問題
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}
// 5線程並發調用 → 可能創建多個實例 (輸出不同 hashCode)

兩種線程安全修復方案

1. 同步方法：public static synchronized Singleton getInstance()
2. 饿漢模式：private static final Singleton instance = new Singleton(); (類加載時創建，天然線程安全)

synchronized 四大注意事項

性能陷阱：粗粒度鎖 = 表鎖效應

public synchronized void method1() { while(true); }
public synchronized void method2() { ... }
public static synchronized void method3() { while(true); }
public static synchronized void method4() { ... }

運行結果：method1 執行時 method2 阻塞；method3 執行時 method4 阻塞。
結論：同一類別中，所有 synchronized 實例方法共享一把鎖，所有 synchronized 靜態方法共享另一把鎖。
類比：修改一行數據卻鎖整張表 —— 大量使用導致性能劇降。

最佳實踐

• 縮小同步範圍：優先用 synchronized 塊鎖定關鍵代碼段
• 避免在同步方法中調用耗時操作 (IO/睡眠/長計算)
• 高併發場景考慮 ReentrantLock、ConcurrentHashMap 等精細化工具