Java 多執行緒設計 21 大關鍵要點：從記憶體模型到死鎖防範

記憶體與執行緒狀態

1. 主記憶體 vs 工作記憶體：JVM 主記憶體（Heap）儲存共享變數；每條執行緒擁有私有工作記憶體（Stack），儲存共享變數副本。volatile 強制讀寫主記憶體，保證可見性。
2. 六大狀態：Ready、Running、Sleeping、Blocked、Waiting、Dead。CPU 排程順序不確定，需用 setPriority() 輔助控制。

同步與鎖機制

3. synchronized 實例方法共享 this 鎖；static synchronized 共享 Class 物件鎖。
4. 所有存取共享關鍵資源的方法必須同步，否則資料競爭必發。
5. 已知無衝突的方法勿加 synchronized，避免效能損耗。
6. 若同步方法修改變數，讀取該變數的方法也應同步，確保記憶體可見性。
7. synchronized 不被繼承：子類別覆寫父類同步方法時，同步語意不會自動保留。

阻塞原因與原子性陷阱

9. 阻塞來源：I/O 等待、嘗試進入已被鎖定的同步方法。
10. 基本型別讀寫為原子，但 i = i + 1 包含讀、改、寫三步驟，非原子。long/double 甚至連讀寫都非原子（32 位元 JVM 可能拆兩次）。
11. 解決方案：將複合操作封裝於同步方法（如 synchronized int read()、synchronized void update()）。

進階同步技巧

12. volatile 適用於單一變數可見性，不保證複合操作原子性。
13. Thread.yield() 主動讓出 CPU，有時比 sleep() 更有效降低爭用。
14. wait() 釋放鎖、sleep() 保持鎖；wait() 僅能在同步區塊內呼叫。
15. 縮小同步區塊範圍，善用 wait(timeout) 避免無限期阻塞。

執行緒通訊與管道

16. 管道通訊四步驟：建立 PipedWriter/Reader → 連接管道 → 寫入端綁定 Writer → 讀取端綁定 Reader。

死鎖與過時 API

17. synchronized 最大副作用是死鎖，唯有謹慎設計（固定鎖順序、超時機制、避免巢狀鎖）可防範。
18. 嚴禁使用 stop()、suspend()、resume()、destroy() —— 已棄用，極易造成資料損壞。
19. 大量阻塞時，高優先級執行緒優先獲得 CPU。

掌握這 21 項要點，能避開 90% 以上的多執行緒坑，打穩高併發系統地基。