保证 counter 的最终结果是线程安全的，同时最大化程序的执行效率。

Question

在Java应用程序中，你正在处理一个多线程任务。假设有一个共享的计数器 counter，多个线程需要对其进行递增操作。希望保证 counter 的最终结果是线程安全的，同时最大化程序的执行效率。

请使用Java中的多线程机制实现一个线程安全的计数器递增功能。可以选择 synchronized 关键字、ReentrantLock 或 AtomicInteger 来实现线程安全。请提供完整的代码并解释。

Answer 1

回答引用自GPT-4o，由博主小ᶻZ࿆编写，若还有疑问可评论或留言：

在Java中，为了保证 counter 在多线程操作下线程安全，可以采用以下三种方式来保证最终结果的正确性，并尽量最大化程序的执行效率：

1. 使用 synchronized 关键字

public class Counter {
    private int count = 0;

    // 使用 synchronized 确保线程安全
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

public class CounterTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Counter counter = new Counter();

        Runnable task = () -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                counter.increment();
            }
        };

        Thread t1 = new Thread(task);
        Thread t2 = new Thread(task);
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println("Final counter value: " + counter.getCount());
    }
}

increment 方法被 synchronized 关键字保护，确保多个线程不会同时执行该方法，从而保证 count 的更新是线程安全的。

1. 使用 ReentrantLock
   ```JAVA
   import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class CounterWithLock {
private int count = 0;
private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public void increment() {
    lock.lock(); // 加锁
    try {
        count++;
    } finally {
        lock.unlock(); // 确保在任何情况下都释放锁
    }
}

public int getCount() {
    return count;
}

}

public class CounterTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CounterWithLock counter = new CounterWithLock();

    Runnable task = () -> {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            counter.increment();
        }
    };

    Thread t1 = new Thread(task);
    Thread t2 = new Thread(task);
    t1.start();
    t2.start();
    t1.join();
    t2.join();

    System.out.println("Final counter value: " + counter.getCount());
}

}