Java中物件的同步為何重要？

Java 中物件的同步至關重要，可防止多執行緒環境中的共享物件出現資料不一致、死鎖和優先權反轉等執行緒安全性問題。同步機制包括：1）同步方法；2）同步區塊；3）鎖定物件。透過同步，可以確保共享物件在同一時間僅被一個執行緒訪問，從而維護資料完整性並避免競爭情況。

Java 中物件的同步為何重要（附實戰案例）

概述

在多執行緒環境中，多個執行緒可能會同時存取共享物件。如果不進行同步，則可能導致資料不一致、死鎖和其他執行緒安全性問題。

同步的重要性

當多個執行緒同時存取共享物件時，可能會發生以下問題：

• 資料不一致：執行緒可能會修改物件的相同部分，從而導致錯誤的資料。
• 死鎖：執行緒可能會進入等待狀態，等待其他執行緒釋放鎖，導致應用程式停止回應。
• 優先權反轉：低優先權的執行緒可能會阻塞高優先權的線程，從而影響應用程式的效能。

同步機制

Java 提供了多種同步機制來保護共用物件：

• 同步方法： 將synchronized 關鍵字新增到方法上，以在方法執行期間取得物件的鎖定。
• 同步區塊：使用 synchronized 區塊將對共享物件的存取限制在程式碼區塊中，以防止其他執行緒同時存取該程式碼區塊。
• 鎖定：使用 java.util.concurrent.locks 套件中的鎖定對象，提供對物件更精細的控制。

實戰案例

考慮下列銀行帳戶類別：

class BankAccount {
    private double balance;

    public void deposit(double amount) {
        balance += amount;
    }

    public void withdraw(double amount) {
        balance -= amount;
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

在這個類別中，deposit()和withdraw() 方法沒有同步。如果兩個執行緒同時呼叫這些方法，可能會導致資料不一致。例如，如果一個執行緒嘗試存款 100 美元，而另一個執行緒同時嘗試提款 50 美元，則帳戶餘額可能錯誤地更新為 49 美元而不是 50 美元。

為了解決這個問題，我們可以使用synchronized 區塊來同步deposit() 和withdraw() 方法：

public void deposit(double amount) {
    synchronized(this) {
        balance += amount;
    }
}

public void withdraw(double amount) {
    synchronized(this) {
        balance -= amount;
    }
}

現在，當兩個執行緒同時呼叫這些方法時，它們將取得物件的鎖並按順序執行。這將確保數據一致並且不會發生死鎖。

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