synchronized und Monitore

Intermediate Algorithmen und Datenstrukturen Deutsch

Also available: English

Created by Best · 16.08.2026 at 09:13 UTC

synchronized in Java sperrt einen Monitor (Objekt). Nur ein Thread hält den Lock. Sichtbarkeit und atomare Abschnitte werden so hergestellt (happens-before).

Zu grobe Locks bremsen; zu feine sind fehleranfällig.

Wo gebraucht

Klassische JVM-Mutual-Exclusion. Grundlage, bevor man zu java.util.concurrent, Locks und lock-free Strukturen geht.

Vertiefung

Jedes Java-Objekt kann als Monitor dienen. Ein synchronized-Block erwirbt dessen intrinsische Sperre, führt den geschützten Abschnitt aus und gibt die Sperre beim Verlassen auch im Ausnahmefall frei. Nur Code, der denselben Monitor verwendet, schützt dieselbe Invariante gemeinsam.

Das Verlassen eines Monitors veröffentlicht vorherige Änderungen; ein späterer Erwerb desselben Monitors macht sie sichtbar. synchronized regelt damit sowohl gegenseitigen Ausschluss als auch Speicherordnung. Die Wahl eines privaten, stabilen Lockobjekts verhindert unbeabsichtigte externe Sperrkopplung.

Schwierigkeitsstufen

Den Monitor einer Instanz- und einer statischen Methode bestimmen.
Alle Zugriffe auf eine Invariante unter dasselbe Lock stellen.
Lockumfang zwischen Sicherheit und Parallelität abwägen.

Fallstricke

Zwei verschiedene Lockobjekte schützen nicht gegeneinander. Öffentlich erreichbare oder wechselnde Lockobjekte sind ebenfalls riskant. Mehrere Sperren in uneinheitlicher Reihenfolge können einen Deadlock erzeugen.

University approvals: 0

Tasks

Question 1

Was bewirkt synchronized auf einem Objekt?

Es startet GC

Es serialisiert den Eintritt in den geschützten Abschnitt

Es löscht den Heap

Es sortiert Arrays

Question 2

Zwei Methoden schützen dasselbe Feld mit zwei verschiedenen Lockobjekten. Was ist das Problem?

Die Locks schliessen ihre kritischen Abschnitte nicht gegenseitig aus.

Java vereinigt alle Lockobjekte automatisch.

Das Feld wird dadurch unveränderlich.

Beide Methoden laufen stets im selben Thread.

Question 3

Implementiere LockedBox. set und get sollen den Monitor des Objekts verwenden.

Hint

Ein synchronized-Block auf dem aktuellen Objekt lautet synchronized (this) { ... }.

class LockedBox {
  private int value;

  // TODO: Zugriff synchronisieren
  void set(int value) {
    this.value = value;
  }

  int get() {
    return value;
  }
}

Starter code is prefilled; replace TODO blocks with your solution.

Runtime output (stdout/stderr)

1 test case will be used for grading

Run checks runtime behavior only. Final correctness is evaluated when you submit.

Card Info

Topic: Algorithmen und Datenstrukturen
Difficulty: Intermediate
Completed: 0 users

Creator

Best

BestBuddy