多線程進階：synchronized 同步機制深度解析

為什麼需要 synchronized？

多線程並發訪問共享資源（實例變量）時，會出現「非線程安全」問題：數據錯亂、邏輯錯誤。synchronized 充當「監督者」，強制線程排隊訪問同步代碼塊/方法，保證原子性與可見性。

核心結論

• 非線程安全源頭： 多線程同時訪問同一對象的實例變量。方法局部變量（棧上）天然線程安全。
• 同步方法鎖對象： 非靜態同步方法鎖 this；靜態同步方法鎖 Class 對象。
• 同一對象的同步方法互斥： 線程 A 進入 synchronized void foo()，線程 B 嘗試進入同對象的 synchronized void bar() 會阻塞。

代碼演示：非安全 → 安全

非線程安全版

public class HasSelfPrivateNum {
    public void addI(String userName) {
        int num = 0;
        if ("a".equals(userName)) { num = 100; sleep(100); }
        else { num = 200; }
        System.out.println(userName + " num=" + num);
    }
}
// 兩線程共享同一 HasSelfPrivateNum 實例調用 addI，輸出交錯錯亂

加上 synchronized

public synchronized void addI(String userName) { ... }

輸出變為順序：先打印 a 相關，再打印 b 相關，線程安全達到。

同步代碼塊細粒度控制

public void addI(String userName) {
    synchronized (this) { // 或 synchronized (lockObject)
        // 關鍵區域
    }
}

優點：縮小鎖範圍，提高併發度；可指定任意對象作為鎖。

常見誤區

• 不同實例調用同步方法不互斥（鎖不同 this）。
• synchronized 不保護非同步方法對共享變量的訪問。
• 過度同步導致性能下降、死鎖風險。

下一步學習

後續將講解 volatile、Lock 接口、Condition、線程池、併發容器等進階主題。