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Java 同步機制深度對比：synchronized vs Lock 全方位解析

編輯：Java 程式設計入門

Java 併發編程中，synchronized 與 java.util.concurrent.locks.Lock 是兩大核心同步手段。它們功能重疊但設計哲學、性能表現、使用方式截然不同。

核心異同速覽

維度	synchronized	Lock (ReentrantLock)
本質	JVM 內置關鍵字	JDK API 級別接口
鎖釋放	自動（塊結束/異常拋出）	手動 `unlock()`，必須在 `finally` 中調用
性能	JDK 1.6+ 優化後接近 Lock	高併發下優勢明顯
公平性	非公平（不可配置）	可選公平/非公平
中斷響應	不支持	`lockInterruptibly()` 支持
超時等待	不支持	`tryLock(timeout)` 支持
條件變量	`wait/notify` 綁定對象鎖	`Condition` 可多條件精準控制

synchronized 核心機制

1. 對象鎖與重入計數

每個對象天然持有一把監視器鎖
JVM 維護鎖計數器：首次獲取計數=1，同線程重入計數+1，退出同步塊計數-1，歸零釋放鎖
只有持鎖線程可重入，其他線程阻塞

2. 同步塊鎖定目標

// 鎖定當前實例
synchronized (this) { ... }

// 鎖定類對象（等同 static synchronized 方法）
synchronized (MyClass.class) { ... }

// 鎖定任意對象
synchronized (sharedObject) { ... }

經典陷阱：static 字段與實例鎖不匹配

class Test {
    public static User user = null;  // 靜態字段，屬於類

    // 實例方法鎖定 this，多個實例互不阻塞！
    public synchronized void add(User u) {
        user = u;
        Dao.save(user);  // 競態條件：線程1尚未save，線程2已修改user
    }
}

兩個線程分別 new Test()，調用 add() 時鎖的是不同實例，無法同步訪問 static user。

修正方案一：static synchronized

public static synchronized void add(User u) { ... }  // 鎖定 Test.class

修正方案二：Lock 實現跨實例同步


class Test {
    public static User user = null;
    private static final Lock lock = new ReentrantLock();

    public void add(User u) {
        lock.lock();
        try {
            user = u;
            Dao.save(user);
        } finally {
            lock.unlock();  // 必須釋放！
        }
    }
}

ReentrantLock 為靜態字段，所有實例共享同一把鎖，等效於 static synchronized，但提供更精細控制（可中斷、超時、公平鎖、多 Condition）。