Java 多線程同步核心：synchronized 代碼塊與同步方法深度對比

問題現場：賣票系統的併發缺陷

class RunnableDemo implements Runnable {
    private int tickets = 5;
    @Override public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread.sleep(500);
            if (tickets > 0) System.out.println("車票: " + tickets--);
        }
    }
}
// 三線程共享同一 RunnableDemo 實例
// 輸出示例：5 4 3 2 1 2 （出現負數/重複，數據競爭）

方案一：synchronized 同步代碼塊

public void run() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Thread.sleep(500);
        synchronized (this) { // 鎖住當前實例
            if (tickets > 0) System.out.println("車票: " + tickets--);
        }
    }
}

方案二：synchronized 同步方法

public synchronized void show() { // 隱式鎖 this
    if (tickets > 0) System.out.println("車票: " + tickets--);
}
public void run() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) show();
}

兩者輸出一致（正確）

車票: 5
車票: 4
車票: 3
車票: 2
車票: 1

深度對比

進階：volatile 能替代嗎？

不能。volatile 僅保證可見性與有序性，不保證原子性。tickets-- 是「讀-改-寫」三步操作，volatile 無法防止競爭。需配合 AtomicInteger 或 synchronized/Lock。

參考：IBM 文檔：正確使用 Volatile 變量

最佳實踐

1. 優先使用 java.util.concurrent 包下的線程安全集合、原子類、鎖（ReentrantLock）。
2. 必須用 synchronized 時，盡量縮小同步塊範圍，避免在同步塊中調用耗時操作（IO、睡眠、外部服務）。
3. 靜態共享資源用 synchronized (MyClass.class) 或 static synchronized 方法。
4. 避免使用 String、基本類型包裝類作為鎖（常量池/自動裝箱導致鎖對象不一致）。