Java 多線程同步進階：Doug Lea Concurrent 包與 Sync/Mutex 機制深度解析

synchronized 的局限與 Concurrent 包誕生

synchronized 僅能鎖定方法/代碼塊，無法跨方法、跨對象實現複雜同步。Doug Lea 的 concurrent 包（現納入 JDK 5+ java.util.concurrent）提供工業級同步組件。

Sync 介面：統一的同步抽象

public interface Sync {
    void acquire() throws InterruptedException;      // 獲取許可（阻塞）
    boolean attempt(long msecs) throws InterruptedException; // 嘗試獲取（帶超時）
    void release();                                   // 釋放許可
}

優勢：可跨方法、跨對象傳遞鎖對象，靈活替代 synchronized。

標準使用模式：確保釋放

Sync gate = ...;
public void m() {
    try {
        gate.acquire();
        try {
            // 臨界區代碼
        } finally {
            gate.release(); // 異常也能釋放
        }
    } catch (InterruptedException ex) {
        // 中斷處理
    }
}

Mutex 實現原理剖析

非重入互斥鎖，核心字段 boolean inuse_。

acquire()

public void acquire() throws InterruptedException {
    if (Thread.interrupted()) throw new InterruptedException();
    synchronized (this) {
        try {
            while (inuse_) wait(); // 自旋等待
            inuse_ = true;
        } catch (InterruptedException ex) {
            notify(); // 喚醒其他等待者
            throw ex;
        }
    }
}

release()

public synchronized void release() {
    inuse_ = false;
    notify(); // 喚醒一個等待者
}

attempt(long msecs)

帶超時嘗試獲取，利用 wait(long) 計時，超時返回 false。

實戰：細粒度鎖鏈表

每個節點持有獨立 Mutex，遍歷時「手手相傳」獲取下一節點鎖再釋放當前鎖，實現高並發鏈表操作。