Java面试题：解释一下Java中的synchronized关键字，它是如何保证线程安全的？

在Java中，synchronized关键字是一种同步锁机制，用于确保多个线程在访问共享资源时能够保持线程安全。线程安全是指在多线程环境下，当多个线程尝试同时访问共享资源时，任何时刻最多只有一个线程能够执行特定的代码段。

synchronized关键字可以用于以下几个方面：

1. 方法同步：
   当synchronized关键字用于方法声明时，整个方法体都是同步的。这意味着同一时间只能有一个线程执行该方法。

   public synchronized void myMethod() {
       // 方法体
   }
   

2. 代码块同步：
   synchronized关键字也可以用于特定的代码块，只有被括起来的代码块是同步的。

   public void myMethod() {
       synchronized (this) {
           // 被括起来的代码块
       }
   }
   

   在代码块中，synchronized后面跟着的括号内是一个锁对象，通常是当前实例对象this，但也可以是任何其他对象。

3. 静态方法同步：
   当synchronized关键字用于静态方法时，它锁定的是当前类的Class对象。

   public synchronized static void myStaticMethod() {
       // 方法体
   }
   

synchronized关键字保证线程安全的方式：

• 互斥（Mutex）：当一个线程开始执行一个同步方法或进入一个同步代码块时，它会获得一个锁。这个锁确保了在同一时间只有一个线程可以执行该方法或代码块。其他线程必须等待直到锁被释放。

• 内存可见性：synchronized还确保了线程之间的内存可见性。当一个线程修改了共享资源并释放了锁，其他线程在获取到锁之后，能够看到修改后的最新值。

• 原子性：在同步代码块或方法中执行的操作是原子性的，即这些操作要么全部执行，要么全部不执行，中间不会有其他线程的干扰。

虽然synchronized关键字可以保证线程安全，但它也有缺点，如可能导致性能瓶颈和死锁。因此，在某些情况下，开发者可能会选择其他并发控制工具，如java.util.concurrent包中的锁（如ReentrantLock）。

Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    // 线程安全的操作
} finally {
    lock.unlock();
}

这些锁提供了更灵活的锁机制，允许更细粒度的控制，例如尝试获取锁、超时等待、公平性等。