Могут ли несколько потоков получить доступ к критической секции при использовании synchronized?

Могут ли несколько потоков получить доступ к критической секции при использовании synchronized?

• Синхронизация в Java — способ защитить критическую секцию
• synchronized блокирует один монитор (объект)
• в каждый момент монитор удерживает только один поток, который выполняет критическую секцию
• остальные потоки блокируются и ожидают, пока монитор не освободится
• после завершения synchronized монитор освобождается, и его может захватить следующий поток
• следовательно, одновременный доступ невозможен
• механизм обеспечивает взаимное исключение (mutex) и не допускает состояние гонки
• используется в методах и блоках, перед которыми указан synchronized

Итог: при использовании synchronized критическая секция становится доступной только одному потоку одновременно, поэтому параллельное выполнение несколькими потоками исключается.

Развёрнутый ответ

Главный вывод

В Java ключевое слово synchronized открывает доступ к критической секции только потокам, способным захватить монитор — монитор объекта либо класса. Поэтому в каждый конкретный момент выполнение критической секции доступно только одному потоку, а остальные блокируются до снятия мониторного замка. Иными словами, несколько потоков получить доступ могут, но выполняться они будут последовательно, а не одновременно.

Основные положения

• Мониторный замок: synchronized синхронизирует код, связанный с объектом-монитором метода или блока. На уровне JVM это обеспечивает взаимное исключение.
• Доступ из нескольких потоков: разные потоки могут одновременно пытаться войти в synchronized-блок, однако код внутри него в каждый момент выполняет только один из них — остальные ожидают в очереди блокировки.
• Возможные ошибки: если synchronized связан с разными объектами-мониторами, взаимное исключение не обеспечивается. Это может свидетельствовать об ошибке проектирования.

Практическое применение

Обычно synchronized применяют для защиты общих ресурсов, например коллекций и счетчиков. Начиная с Java 8 часто выбирают ReentrantLock либо другие concurrency-структуры из java.util.concurrent, когда требуется более гибкое управление: synchronized не предоставляет таймауты и возможность прерывания.