Java 基礎進階：進程線程、同步機制與死鎖解析

進程與線程核心區別

進程是作業系統資源分配的基本單位，擁有獨立的記憶體空間；線程是 CPU 調度的基本單位，屬於進程內部的一條執行路徑。一個進程可包含多個線程，線程間共享進程的堆與方法區內存，但擁有獨立的程式計數器、虛擬機棧與本地方法棧。

線程創建的三種方式

1. 繼承 Thread 類：重寫 run() 方法，簡單但受限於單繼承
2. 實現 Runnable 接口：推薦方式，避免單繼承限制，便於共享資源
3. 使用 Executor 框架：線程池管理，提高性能與資源復用率

線程生命週期五大狀態

• 新建：Thread 對象創建，未調用 start()
• 可運行：調用 start() 後，等待 CPU 時間片
• 運行：獲得 CPU，執行 run() 代碼
• 阻塞：放棄 CPU，分為等待阻塞、同步阻塞、其他阻塞
• 死亡：run() 結構或異常終止，不可復生

同步機制：方法 vs 代碼塊

同步方法隱式使用 this 或 Class 對象作為鎖，粒度較粗；同步代碼塊可指定任意對象為鎖，粒度更細，僅同步關鍵代碼，提升並發性能。

// 同步代碼塊示例
public void transfer(Account from, Account to, double amount) {
    synchronized(from) {
        synchronized(to) {
            // 核心轉賬邏輯
        }
    }
}

監視器與死鎖防範

監視器是 JVM 實現同步的核心機制，確保同一時間僅有一個線程執行同步代碼。死鎖發生條件：互斥、持有並等待、不可搶佔、循環等待。預防策略：統一鎖獲取順序，打破循環等待條件。

實戰建議

• 優先使用 Runnable + 線程池
• 縮小同步範圍，減少鎖持有時間
• 避免在同步塊中調用外部方法
• 使用 try-with-resources 確保鎖釋放