Для чего используется ключевое слово synchronized в Java?

Ключевое слово synchronized в Java используется для обеспечения взаимного исключения (mutual exclusion) и синхронизации потоков при доступе к общим ресурсам, предотвращая состояние гонки (race condition).

Оно может применяться двумя способами:

1. Синхронизированный блок кода:

   public void increment() {
       synchronized (this) { // Монитором служит объект 'this'
           count++; // Критическая секция
       }
   }

   • В скобках указывается объект-монитор, блокировка которого будет захвачена перед выполнением кода в блоке.

2. Синхронизированный метод:

   public synchronized void decrement() {
       count--; // Весь метод является критической секцией
   }

   • Для нестатического метода монитором служит объект this (экземпляр класса).
   • Для статического метода монитором служит объект класса (Class object).

Как это работает:

• Чтобы войти в синхронизированный блок или метод, поток должен получить блокировку (lock) на указанном объекте-мониторе.
• Если блокировка уже удерживается другим потоком, текущий поток переходит в состояние BLOCKED и ждет ее освобождения.
• Когда поток выходит из синхронизированной области (даже из-за исключения), блокировка автоматически освобождается.

Важные замечания:

• synchronized гарантирует видимость изменений (реализует happens-before), поэтому изменения, сделанные в синхронизированном блоке, становятся видимыми всем последующим потокам, которые захватят ту же блокировку.
• Это реентерабельная (reentrant) блокировка: поток, уже владеющий блокировкой, может снова захватить ее (например, при рекурсивном вызове синхронизированного метода).
• Недостатки: Может приводить к взаимным блокировкам (deadlock) и снижению производительности из-за сериализации выполнения потоков. Для более сложных сценариев часто предпочтительнее использовать примитивы из пакета java.util.concurrent.locks.