Многопоточность. Задача - заправная станция

В целом ваша проблема никак не связана с многопоточностью. Ваша переменная amount является нестатическим полем класса MainPetrolStation. Посему для каждого экземпляра класса она будет своя. Вы создаете 3 экземпляра класса MainPetrolStation , для каждого из них переменная amount равна 500, т.е. по сути это три разные переменные amount, они никак не пересекаются и никакая синхронизация и в целом многопоточность здесь вообще не причем. Ну и венец всего - ваш метод doRefuel(), где вы делаете так: return amount - fuel; каким образом это вообще должно повлиять на переменную amount (даже если бы она была единственная для трех экземпляров класса) вообще непонятно. вы просто посчитали разницу и вернули результат (и это никак не повлияло ни на какие переменные и поля, результат расчетов доступен только как результат, возвращающийся из метода).

Я не знаю, чего именно вы хотите добиться от этого примера. На мой взгляд он в принципе неудачный и не очень хорошо демонстрирует многопоточность. Тем более не совсем понятно, что именно вы ожидаете от ReentrantLock, потому как, если вы понимаете, что делает synchronized, то и ReentrantLock трудностей не вызовет, ставить с ним "эксперименты" особого смысла нет, а если не понимаете, то вам нужно разобраться с synchronized. Но все же, если вы думаете, что вам это поможет, то в контексте вашей задачи решение выглядит примерно так (хотя с точки зрения реализации оно нелепое, но я стараюсь максимально сохранить вашу задачу в исходном виде):

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class MainPetrolStation {
    
    private static final ReentrantLock locker = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        PetrolStationAmount petrolStationAmount = new PetrolStationAmount(500);
        Thread[] threads = {
            new Thread(new PetrolStation(petrolStationAmount, 50, locker), "Car 1 - "),
            new Thread(new PetrolStation(petrolStationAmount, 60, locker), "Car 2 - "),
            new Thread(new PetrolStation(petrolStationAmount, 70, locker), "Car 3 - ")};
        for (Thread thread : threads) thread.start();
    }
}

class PetrolStationAmount{
    
    private int amount;

    public PetrolStationAmount(int amount) {
        this.amount = amount;
    }

    public int getAmount() {
        return amount;
    }

    public void setAmount(int amount) {
        this.amount = amount;
    }
    
}

class PetrolStation implements Runnable {
    
    private final PetrolStationAmount petrolStationAmount;
    private final int fuel;
    private final ReentrantLock locker;

    public PetrolStation(PetrolStationAmount petrolStationAmount, int fuel, ReentrantLock locker) {
        this.petrolStationAmount = petrolStationAmount;
        this.fuel = fuel;
        this.locker = locker;
    }

    @Override
    public void run() {
        locker.lock();
        System.out.println("Starting refuel " + Thread.currentThread().getName() + fuel + " liters");
        try {
            int duration = getRandomInRange(3000, 10000);
            Thread.sleep(duration);
            System.out.println("Petrol station remainder - " + doRefuel() + " liters");
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            locker.unlock();
        }
    }

    private int doRefuel() {
        petrolStationAmount.setAmount(petrolStationAmount.getAmount() - fuel);
        return petrolStationAmount.getAmount();
    }

    public static int getRandomInRange(int begin, int end) {
        double random = Math.random();
        return (int) (random * (end - begin + 1)) + begin;
    }

}

p.s. запомните, что lock - unlock для класса ReentrantLock ВСЕГДА(!) должен быть использован исключительно вместе с блоком finally (как у меня в примере). Об этом говориться в документации, в любых книгах , примерах и даже любая среда разработки такое должна подсказать.