Java 多執行緒程式設計 23 條核心要點總覽

記憶體模型與執行緒狀態

1. 主記憶體 vs 工作記憶體： JVM 主記憶體儲存共享變數，各執行緒擁有私有工作記憶體（對應 Stack/Heap），資料同步需透過 volatile 或同步機制。
2. 五大狀態： Ready（就緒）、Running（執行）、Sleeping（睡眠）、Blocked（阻塞）、Waiting（等待）。
3. 執行順序不確定： CPU 排程順序非建立順序，需以 setPriority() 或同步工具干預。

同步與鎖機制

4. 共享資源必須同步： 多執行緒存取同一資源需 synchronized。
5. 執行緒註冊機制： 執行緒持有自身參考，GC 無法回收存活執行緒。
6. Daemon 執行緒： 主程式結束即強制終止，適合背景服務。
7. 物件鎖： 同一物件的所有 synchronized 方法共享一把鎖；static synchronized 鎖定 Class 物件。
8. 關鍵方法全同步： 存取共享資源的所有方法皆需 synchronized，否則資料競爭風險。
9. 避免過度同步： 確定無衝突時省略 synchronized 可提升效能。
10. 讀取被修改的共享變數： 讀取端也應同步，確保可見性。
11. 同步不可繼承： 父類別同步方法，子類別覆寫時不自動同步，需重新加註解。

阻塞原因與原子性陷阱

12. 阻塞成因： (1) I/O 等待 (2) 嘗試呼叫已被鎖定物件的同步方法。
13. 原子操作限制： 基本型別讀寫（long/double 除外）是原子的，但 i = i + 1 包含讀-改-寫三步，非原子，多執行緒下會競爭。
14. 解決方案： 將讀寫方法皆設為 synchronized，或使用 AtomicInteger 等原子類別。

進階關鍵字與工具

15. volatile： 保證變數與主記憶體一致，操作具原子性，適用於 long/double 或旗標變數。
16. yield() vs sleep()： yield() 主動讓出 CPU，無指定時間，有時比睡眠更高效。
17. wait() vs sleep()： wait() 釋放鎖，需在同步區塊內呼叫；sleep() 不釋放鎖。
18. 縮小同步範圍： 善用同步區塊、wait(timeout) 避免無限等待。

執行緒通訊與死鎖

19. 管道通訊： PipedWriter/PipedReader 實現執行緒間即時資料流傳遞。
20. 死鎖風險： synchronized 最大缺點是易導致死鎖，唯有謹慎設計避免（固定鎖順序、嘗試鎖、超時機制）。
21. 棄用方法： 切勿使用 stop()、suspend()、resume()、destroy()，極易破壞資料一致性。

效能調優建議

22. 優先級高者機率較大執行，但低優先級仍可能執行。
23. 執行緒組管理優勢：單一指令操作整組，但實務較少使用。
24. 效能優化三原則： (1) 檢查阻塞點，多用 sleep/yield/wait (2) 延長睡眠時間 (3) 執行緒數控制在 100 以內，視平台/JVM 差異調整。