双重检查锁定与单例

Jul 2, 2019 | haifeiWu | Java | 阅读

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1. 双重检查锁的单例
2. 解决方案

作者：haifeiWu
原文链接：https://www.hchstudio.cn/article/2019/2b9/
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对于单例模式，相信大多数人都可以写出好几种实现方法，懒汉，饿汉等等，然而小小单例真要写好，写的完全正确也并非易事。

双重检查锁的单例

下面是我们经常使用的一种单例的实现，也就是双重检查所的实现方案。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
        
    }

    public Singleton getInstance() {
        if (null == instance) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (null == instance) {
                    instance = new Singleton();   // error
                }
            }
        }
        return uniqueSingleton;
    }
}

让我们来看一下这个代码是如何工作的：首先当一个线程发出请求后，会先检查instance是否为null，如果不是则直接返回其内容，这样避免了进入synchronized块所需要花费的资源。其次，如果两个线程同时进入了第一个if判断，那么他们也必须按照顺序执行 synchronized 块中的代码，第一个进入代码块的线程会创建一个新的 Singleton 实例，而后续的线程则因为无法通过if判断，而不会创建多余的实例。

但还有一个问题，在有些情况下，通过这种方式拿到的Singleton对象，可能是错误的。

回顾我们new对象的3个步骤

1，分配内存空间
2，初始化对象
3，将对象指向刚分配的内存空间

但jvm在指令优化时，会出现步骤2和3对调的情况，比如线程1在经过俩层为 null 判断后，进入 new 的动作，在还没有初始化对象时，就返加了地址值，线程2在第一个为 null 判断时，因为对象已经不为空，那么就直接返回了对象。然而当线程2打算使用Singleton实例，却发现它没有被初始化，于是错误发生了。

解决方案

对于上面的问题，有两种解决方案

1，使用 volatile 关键词主要可以保证代码的执行顺序不受 jvm 重排序影响。

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    public Singleton getInstance() {
        if (null == instance) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (null == instance) {
                    instance = new Singleton();   // error
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

2，通过内部类实现多线程环境中的单例模式。

public class Singleton {        
    
    private Singleton() {       
    }        
    
    private static class SingletonContainer {        
        private static Singleton instance = new Singleton();        
    }        
    
    public static Singleton getInstance() {        
        return SingletonContainer.instance;        
    }        
}

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作者：haifeiWu
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