Odpowiedź.

Słowo kluczowe synchronized pojawiło się w Javie od momentu wsparcia wielowątkowości, aby zapewnić wyłączny dostęp do bloków kodu lub metod z różnych wątków. Historycznie to odpowiedź Javy na klasyczne problemy związane z warunkami wyścigu (race condition) i niespójnością danych (data inconsistency), które występują przy jednoczesnym dostępie do wspólnych danych z różnych wątków.

Problem przy pracy z wielowątkowością — zapewnienie "atomowości" operacji i zapobieganie sprzecznym zmianom stanów obiektów. Niewłaściwa praca z synchronized może prowadzić do zakleszczeń (deadlock), degradacji wydajności lub nawet do braku synchronizacji przy niewłaściwym wyborze obiektu monitorującego.

Rozwiązanie — używać słowa kluczowego synchronized dla metody lub bloku kodu, gdzie należy zapewnić, że tylko jeden wątek jednocześnie wykonuje ten fragment. Należy starannie wybierać obiekt synchronizujący, unikać długich sekcji krytycznych, a do bardziej złożonych zadań stosować specjalne klasy z pakietu java.util.concurrent.

Przykład kodu:

public class Counter {
    private int count = 0;
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
    public int getCount() {
        return count;
    }
}

// Synchronizacja tylko części kodu na oddzielnym obiekcie:
private final Object lock = new Object();
public void complexIncrement() {
    synchronized (lock) {
        // sekcja krytyczna
        count++;
    }
}

Kluczowe cechy:

synchronized blokuje dostęp do kodu dla innych wątków na wybranym "monitorze"
Można synchronizować całe metody lub tylko wybrane bloki
Synchronizacja — potężne, ale ryzykowne narzędzie (deadlock, wydajność)

Pytania z pułapką.

Jakie są różnice między metodą synchronized a blokiem synchronized?

Synchronizowana metoda blokuje "monitor" obiektu (lub klasy, jeśli metoda jest statyczna), synchronizowany blok pozwala jawnie określić obiekt-monitor, co daje większą elastyczność.

Co się stanie, jeśli w jednym obiekcie synchronizować różne metody?

Jeśli obie metody są oznaczone słowem synchronized (nie statyczne), obie używają jako monitora samego obiektu (this). Jeden wątek nie będzie mógł wejść do żadnej z metod, dopóki inny będzie w nich przebywał.

Czy można synchronizować metody statyczne i zwykłe? Jak się odblokowują nawzajem?

Metody statyczne używają monitora samej klasy (obiekt Class), zwykłe — obiekt instancji. W związku z tym statyczna metoda synchronized i zwykła metoda synchronized nie blokują się nawzajem.

Typowe błędy i antywzorce

Synchronizacja na niewłaściwym obiekcie (np. na String lub obiekcie z puli)
Zbyt długie lub nieoczywiste sekcje krytyczne prowadzące do degradacji
Zakleszczenie (deadlock)
Nadużywanie synchronized zamiast nowoczesnych alternatyw z java.util.concurrent

Przykład z życia

Negatywny przypadek

Programista synchronizuje metody różnych obiektów, ale wszędzie używa tego samego Stringa jako monitora. W efekcie pojawia się spowolnienie i "przypadkowe" zakleszczenia z powodu ponownego użycia ciągów z puli.

Zalety:

Kod jest krótki, szybciej pisany

Wady:

Wysokie ryzyko zakleszczeń
Trudność w debugowaniu
Znaczący wzrost obciążenia

Pozytywny przypadek

Synchronizacja na prywatnym obiekcie final, który jest tworzony tylko wewnątrz klasy (private final Object lock), a sekcje krytyczne są minimalne pod względem czasu.