Какие средства кроме конкурирующих коллекций используются для синхронизации потоков

Что проверяют

Знаете ли вы уровни синхронизации от ключевого слова до высокоуровневых классов и умеете ли выбирать по задаче, а не по привычке. Вопрос обычно идёт вторым, после конкурентных коллекций, и проверяет ширину. Следом уточняют, чем ReentrantLock лучше synchronized и что на самом деле даёт volatile.

Как отвечать

Двигайтесь по уровням:

• synchronized и wait/notify: монитор объекта, реентерабельность, автоматическое освобождение при исключении. Нет таймаута, нет прерывания, нет попытки захвата;
• volatile: видимость изменений и запрет переупорядочивания, но не атомарность операции чтение-изменение-запись;
• java.util.concurrent.atomic: AtomicInteger, AtomicReference и цикл CAS, LongAdder для счётчиков под высокой конкуренцией;
• ReentrantLock: tryLock с таймаутом, lockInterruptibly, честный режим, несколько объектов Condition на один замок. Освобождение только в finally;
• ReentrantReadWriteLock и StampedLock: второй даёт оптимистичное чтение через tryOptimisticRead и validate, но он не реентерабельный и не поддерживает условия;
• координация: CountDownLatch (одноразовый), CyclicBarrier (переиспользуемый), Phaser (фазы с изменяемым числом участников), Semaphore (ограничение пропускной способности), Exchanger;
• уровень задач: ExecutorService, CompletableFuture, ForkJoinPool. Часто правильный ответ вообще не замок, а очередь и один владелец состояния.

Добавьте современный контекст: с JDK 21 есть виртуальные потоки, и в JDK 24 блок synchronized перестал закреплять виртуальный поток за несущим, так что старый совет «в виртуальных потоках только ReentrantLock» уже неактуален. Передачу контекста вместо ThreadLocal в JDK 25 закрывает ScopedValue.

Где спотыкаются

Синхронизируются по изменяемому полю или по String и Integer из кэша. В первом случае замок теряется при переприсваивании, во втором он неожиданно общий на всю JVM.

Считают, что volatile делает i++ безопасным. Это три операции, и volatile их не склеивает.

Держат замок на время похода в сеть или в базу, а деградацию под нагрузкой объясняют медленным внешним сервисом.