概要

在Java中，synchronized 關鍵字用于實現同步，以確保在多線程環境下對共享資源的訪問是線程安全的。然而，synchronized 實現的鎖機制默認被認為是非公平鎖。以下是關于 synchronized 為何是非公平鎖的解釋：

1. 非公平鎖的定義

非公平鎖是指當一個線程釋放鎖時，等待隊列中的線程不一定按照它們等待的順序來獲取鎖，而是允許其他正在等待的線程或者新來嘗試獲取鎖的線程進行競爭。也就是說，非公平鎖不保證等待時間最長的線程會優先獲得鎖。

2. synchronized 作為非公平鎖的原因

• 效率優先：synchronized 的設計初衷是提供線程同步的功能，而非確保嚴格的公平性。非公平鎖允許新來的線程直接嘗試獲取鎖，這有助于減少線程切換的開銷，從而提高效率。
• 避免饑餓現象：雖然非公平鎖可能導致某些線程等待時間變長，但在實際使用中，由于線程調度的不確定性，很難出現某個線程長時間無法獲取鎖的情況（即饑餓現象）。

3. 非公平鎖的特點

• 性能較好：因為減少了線程切換的開銷，所以非公平鎖通常具有更好的性能。
• 可能產生饑餓現象：雖然這種情況在實際中較少出現，但在某些特定場景下，如果某個線程一直競爭失敗，可能會導致其長時間無法獲取鎖。

4. 如何實現公平鎖

如果需要更嚴格的公平性，可以使用 ReentrantLock 類來替代 synchronized。ReentrantLock 允許通過構造函數指定是否為公平鎖。當設置為公平鎖時，它會按照等待隊列中線程等待的順序來分配鎖。

總結

synchronized 作為Java中的內置鎖機制，默認實現為非公平鎖。這是基于性能考慮和避免饑餓現象的折中方案。在大多數場景下，非公平鎖的性能優勢足以彌補其可能帶來的不公平性。然而，在需要更嚴格公平性的場景中，可以使用 ReentrantLock 類來實現公平鎖。