Java中的线程同步函数实现方法

Java中的线程同步函数是为了解决多线程访问共享变量时可能会出现的数据竞争问题而设计的。数据竞争是指多个线程同时读写同一个共享变量时可能会产生的问题，比如线程A和线程B同时读取同一个变量并进行修改，如果不进行同步操作，则会出现数据错误的情况。

Java中有多种实现线程同步的方法，其中较为常见的方式是使用synchronized关键字和Lock接口。

一、synchronized关键字的使用方法：

synchronized关键字是Java语言中用于线程同步的重要关键字，它可以修饰代码块、方法和类。

1. 代码块的同步

使用synchronized关键字修饰的代码块可以保证同一时刻只有一个线程进入该代码块，其他线程需等待当前线程执行完毕后才能进入。

使用方法如下：

synchronized(锁对象){
    //待执行的代码
}

其中锁对象可以是任意Java对象，多个代码块可以使用同一个锁对象来实现同步。

2. 方法的同步

使用synchronized关键字修饰的方法可以保证同一时刻只有一个线程执行该方法，其他线程需等待当前线程执行完毕后才能执行该方法。

使用方法如下：

public synchronized void methodName(){
    //待执行的代码
}

在方法中使用synchronized关键字修饰的作用与在方法外使用synchronized关键字修饰代码块的作用相同。

3. 类的同步

使用synchronized关键字修饰的类可以保证同一时刻只能有一个线程创建该类的实例。

使用方法如下：

public class ClassName{
    synchronized public static void method(){
        //待执行的代码
    }
}

二、Lock接口的使用方法：

Java中的Lock接口也可以用于实现线程同步，它是Java5开始引入的一种新的同步机制。Lock接口的实现类ReentrantLock是使用最广泛的锁实现类。

Lock接口的使用方法如下：

1. 定义锁实例

Lock lock = new ReentrantLock();

其中ReentrantLock是Lock接口的实现类，它提供了与synchronized关键字相同的同步功能。

2. 获取锁对象

lock.lock();

该方法可以获取锁对象并将其锁定，如果锁已被其他线程占用，则该线程会一直等待直到锁被释放为止。

3. 释放锁对象

lock.unlock();

该方法可以释放锁对象，如果该锁未被锁定，则会抛出IllegalMonitorStateException异常。

三、比较synchronized关键字和Lock接口的优缺点：

1. 线程安全性

synchronized关键字是Java “内置锁”（intrinsic lock）的实现，它的实现已被Java虚拟机封装，可以保证线程安全。Lock接口则是采用Java代码实现的锁机制，需要程序员自行保证线程安全。

2. 性能

Lock接口相比synchronized关键字更加灵活，可以实现更多的同步策略，相对于synchronized关键字具有更好的扩展性。但在并发度较低的情况下，synchronized关键字的性能更高，因为它的实现已经被Java虚拟机进行了优化。

3. 可读性

synchronized关键字是Java中最常见的同步方式，容易理解和使用。Lock接口相对于synchronized关键字使用更为复杂，需要程序员自行进行实现和管理。

综上所述，synchronized关键字和Lock接口都是Java中实现线程同步的重要机制。其中synchronized关键字在Java中使用较为广泛，可以实现简单的同步操作；而Lock接口相对较为灵活，可以实现复杂的同步策略，但需要程序员自行进行实现和管理。程序员在实际应用中可以根据具体需求进行选择。