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7 public Singleton getInstance() { 8 if ( null == uniqueSingleton) { 9 uniqueSingleton = new Singleton(); 10 } 11 return uniqueSingleton; 12 }

在多线程的情况下,这样写可能会导致 uniqueSingleton 有多个实例。比如下面这种情况,考虑有两个线程同时调用 getInstance()

TimeThread AThread B 检查到 uniqueSingleton 为空 检查到 uniqueSingleton 为空 初始化对象 A 返回对象 A 初始化对象 B 返回对象 B 7 public synchronized Singleton getInstance() { 8 if ( null == uniqueSingleton) { 9 uniqueSingleton = new Singleton(); 10 } 11 return uniqueSingleton; 12 }

这样虽然解决了问题,但是因为用到了 synchronized ,会导致很大的性能开销,并且加锁其实只需要在第一次初始化的时候用到,之后的调用都没必要再进行加锁。

双重检查锁

双重检查锁(double checked locking)是对上述问题的一种优化。先判断对象是否已经被初始化,再决定要不要加锁。

错误的双重检查锁

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

如果这样写,运行顺序就成了:

  • 检查变量是否被初始化(不去获得锁),如果已被初始化则立即返回。
  • 再次检查变量是否已经被初始化,如果还没被初始化就初始化一个对象。
  • 执行双重检查是因为,如果多个线程同时了通过了第一次检查,并且其中一个线程首先通过了第二次检查并实例化了对象,那么剩余通过了第一次检查的线程就不会再去实例化对象。

    这样,除了初始化的时候会出现加锁的情况,后续的所有调用都会避免加锁而直接返回,解决了性能消耗的问题。

    上述写法看似解决了问题,但是有个很大的隐患。实例化对象的那行代码(标记为error的那行),实际上可以分解成以下三个步骤:

  • 分配内存空间
  • 初始化对象
  • 将对象指向刚分配的内存空间
  • 但是有些编译器为了性能的原因,可能会将第二步和第三步进行重排序,顺序就成了:

  • 分配内存空间
  • 将对象指向刚分配的内存空间
  • 初始化对象
  • 现在考虑重排序后,两个线程发生了以下调用:


    在这种情况下,T7时刻线程B对uniqueSingleton的访问,访问的是一个初始化未完成的对象。 TimeThread AThread B 7 public Singleton getInstance() { 8 if (null == uniqueSingleton) { 9 synchronized (Singleton.class) { 10 if (null == uniqueSingleton) { 11 uniqueSingleton = new Singleton(); 12 } 13 } 14 } 15 return uniqueSingleton; 16 }

    为了解决上述问题,需要在uniqueSingleton前加入关键字volatile。使用了volatile关键字后,重排序被禁止,所有的写(write)操作都将发生在读(read)操作之前。

    至此,双重检查锁就可以完美工作了。

    参考资料:

  • 双重检查锁定模式
  • 如何在Java中使用双重检查锁实现单例
  • 双重检查锁定与延迟初始化
  • 来源链接:https://www.cnblogs.com/xz816111/p/8470048.html
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