线程同步如何影响 Java 函数执行效率？

线程同步机制会影响多线程编程 java 函数执行效率的主要原因包括：锁争用和额外费用。当多个线程同时获得同一锁时，锁争用会导致线程堵塞和 cpu 浪费；此外，同步机制需要额外的操作来增加函数的执行时间。最好的做法是使用读写锁或无锁数据结构同步需要同步的代码块。

线程同步对 Java 影响函数执行效率

在多线程编程中，线程同步机制用于确保共享资源在平行环境中的安全访问。然而，同步也可能引入额外的费用，从而影响 Java 函数的执行效率。

同步机制

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在 Java 同步机制主要有两种：

• synchronized 块： 使用 synchronized 保护特定代码块的关键字。进入该块时，线程必须获得锁。
• 锁对象： 创建一个 Lock 对象并使用 lock() 和 unlock() 控制资源访问的方法。

影响执行效率

锁争用： 当多个线程试图同时获得相同的锁时，锁将被使用。这会导致线程阻塞，从而浪费时间 CPU 时间。

额外费用： 同步机制需要执行额外的操作，如获取和释放锁。这些操作会增加函数执行时间。

实战案例

考虑以下示例代码：

public class SharedCounter {
    private int count;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SharedCounter counter = new SharedCounter();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                counter.increment();
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                counter.increment();
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();

        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println("Count: " + counter.count);
    }
}

在这一例中，SharedCounter 类有共享资源（count 变量)，使用 synchronized 块同步。当两个线程并行执行时。 increment() 在方法上，它们必须获得相同的锁，这可能会导致锁争议。

性能分析

运行此程序后，输出如下：

Count: 2000000

这是因为两个线程成功对齐 count 增量操作变量。但是，如果发生锁争，执行效率会降低，导致最终计数不正确。

最佳实践

建议采用以下最佳实践，尽量减少同步对执行效率的影响：

• 只同步需要同步的代码块。
• 尽量使用读写锁而不是互斥锁。
• 考虑使用无锁数据结构，例如， ConcurrentHashMap。

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