以下是對線程同步相關知識點的系統整理，涵蓋同步方式、鎖機制、線程安全條件及釋放規則等核心內容：

一、線程同步的核心目標

解決多線程并發操作共享資源時的線程安全問題（如數據不一致、重復修改等），通過控制線程對共享資源的訪問順序，保證操作的原子性、可見性和有序性。

二、線程安全的判定條件

出現線程安全問題必須同時滿足兩個條件：

1. 多線程環境：程序運行在多個線程并發執行的場景中。
2. 共享資源：多個線程操作的是同一份資源（如共享變量、對象屬性等）。

解決方案：通過“鎖機制”保證同一時間只有一個線程能操作共享資源，核心是所有線程必須使用同一把鎖。

三、同步方式一：synchronized 關鍵字

synchronized 是 Java 內置的隱式鎖機制，通過“監視器（Monitor）”實現，可修飾代碼塊或方法。

1. 同步代碼塊

• 語法：

  synchronized (鎖對象) {// 需要同步的代碼（操作共享資源的邏輯）
  }
  

• 核心要素：

  • 鎖對象：可以是任意對象（通常使用共享資源本身或 this），但必須保證所有線程使用同一把鎖。
  • 同步范圍：僅包含操作共享資源的代碼，范圍越小，效率越高。

• 示例：

  // 共享資源
  private int count = 0;
  private Object lock = new Object(); // 鎖對象// 多線程執行的方法
  public void increment() {synchronized (lock) { // 所有線程使用同一把lock鎖count++; // 操作共享資源}
  }
  

2. 同步方法

• 語法：直接在方法聲明處添加 synchronized 關鍵字，隱式指定鎖對象。

  // 實例方法
  public synchronized void method1() { ... }// 靜態方法
  public static synchronized void method2() { ... }
  

• 隱式鎖對象規則：

  • 實例方法：鎖對象為 this（當前對象實例）。
  • 靜態方法：鎖對象為 類名.class（當前類的字節碼對象，全局唯一）。

• 特點：

  • 無需顯式指定鎖對象，簡化代碼，但同步范圍是整個方法（可能降低效率）。
  • 靜態同步方法和實例同步方法使用的是不同鎖（類對象 vs 實例對象），兩者不會互斥。

四、鎖的釋放與不釋放場景

synchronized 鎖的釋放由 JVM 自動管理，以下情況會觸發釋放或不釋放：

1. 自動釋放鎖的場景

• 同步代碼塊或同步方法正常執行完畢（執行到代碼塊末尾）。
• 同步代碼中出現未捕獲的異常或錯誤，導致線程終止。
• 同步代碼中調用 wait() 方法（線程進入等待狀態，主動釋放鎖）。
• 同步代碼中通過 break、return 等語句退出代碼塊/方法。

2. 不會釋放鎖的場景

• 調用 Thread.sleep(long)：線程休眠時仍持有鎖（其他線程無法獲取）。
• 調用 Thread.yield()：線程主動讓出 CPU，但鎖未釋放。
• 線程被 suspend() 暫停（已過時方法）：暫停期間仍持有鎖，可能導致死鎖。

五、同步方式二：ReentrantLock（顯式鎖）

java.util.concurrent.locks.ReentrantLock 是 JDK 提供的顯式鎖實現，比 synchronized 更靈活。

1. 核心特性

• 可重入性：同一線程可多次獲取同一把鎖（與 synchronized 一致）。
• 公平性：通過構造函數指定是否為公平鎖：

  ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true); // 公平鎖（按請求順序獲取鎖）
  ReentrantLock nonfairLock = new ReentrantLock(false); // 非公平鎖（默認，可能插隊）
  

  • 公平鎖：線程按請求鎖的順序獲取鎖，避免饑餓，但效率較低。
  • 非公平鎖：允許線程“插隊”獲取鎖，效率更高，但可能導致部分線程長期等待。

2. 使用規范

必須手動獲取鎖和釋放鎖，且釋放操作需放在 finally 中，確保鎖一定被釋放：

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();public void operation() {lock.lock(); // 手動獲取鎖try {// 操作共享資源（可能出現線程安全的代碼）} finally {lock.unlock(); // 手動釋放鎖，必須在finally中}
}

六、synchronized 與 ReentrantLock 的對比

特性	synchronized	ReentrantLock
鎖類型	隱式鎖（JVM 自動管理）	顯式鎖（手動獲取和釋放）
公平性	僅支持非公平鎖	可通過構造函數指定公平/非公平
可中斷性	不可中斷	支持中斷（lockInterruptibly()）
條件變量	僅支持 wait()/notify()	支持多個 Condition 對象，更靈活
性能	JDK 1.6 后優化，與 ReentrantLock 接近	高并發下略優，功能更豐富

總結

1. 線程同步的核心是通過鎖機制控制共享資源的并發訪問，需保證多線程使用同一把鎖。
2. synchronized 適合簡單場景，隱式管理鎖的獲取和釋放，易用性高。
3. ReentrantLock 適合復雜場景（如公平性控制、中斷處理），需手動管理鎖，靈活性更高。
4. 無論使用哪種鎖，都需注意鎖的釋放時機，避免死鎖（如 sleep() 不釋放鎖可能導致的問題）。

合理選擇同步方式是保證多線程程序正確性和效率的關鍵。