一、結論 雙重校驗鎖的單例模式代碼如下： public class Singleton { private static Singleton singleton; private Singleton() {} public static Singleton getSingleton() { if ( ...
一、結論
雙重校驗鎖的單例模式代碼如下：
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
private Singleton() {}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) { // 1
synchronized (Singleton.class) { // 2
if (singleton == null) { // 3
singleton = new Singleton(); // 4
}
}
}
return singleton;
}
}
假設有兩個線程AB同時訪問上面這段代碼，它並不能保證線程安全。
二、問題說明
1、指令重排序的簡單說明
重排序是指編譯器和處理器為了優化程式性能而對指令序列進行重新排序的一種手段。
（1）編譯器指令重排序
編譯器在不改變程式 執行結果的前提下，可以對程式的執行順序進行優化重新排序
(2) 處理器指令重排序
參考：https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72772461 (處理器指令重排)
2、 對象創建過程
分為三步，如下圖：
我們認為程式應該是按照1、2、3的步驟走下去，但實際上可能不是這樣的，這裡編譯器和處理器可能會對2、3步的執行順序進行重排序，即先將對象的引用指向記憶體空間，實際上A線程返回的是沒有初始化的對象，然後B線程訪問上面這段代碼，判斷if (singleton == null) { // 1 就為false，它會認為Singleton類已經實例化，問題就出在這裡。
重排序後A 、B線程執行時序圖如下：
三、解決方案
1、不允許對象創建過程中2、3步發生指令重排序 （基於volatile的解決方案）
即將Singleton聲明時加上volatile,volatile關鍵字可以保證記憶體可見性和禁止指令重排序，關於volatile參見https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72772461 （volatile記憶體語義）
修改後的代碼：
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton() {}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) { // 1
synchronized (Singleton.class) { // 2
if (singleton == null) { // 3
singleton = new Singleton(); // 4
}
}
}
return singleton;
}
}
Singleton屬性被加上volatile後，4中對象創建過程的2、3兩步在多線程環境下就被禁止重排序，這樣就能保證線程安全。
2、允許對象創建過程中2、3重排序，但不允許其他線程看到這個重排序 (基於類初始化的解決方案)
JVM在類的初始化階段，會執行類的初始化。在執行類的初始化期間，JVM會獲取一個鎖，這個鎖可以同步多個線程對同一個類的初始化。基於這個特性修改代碼如下：
public class Singleton {
private static class SingletonHolder{
public static Singleton singleton = new Singleton();
}
public static Singleton getSingleton(){
return SingletonHolder.singleton;
}
}
多線程訪問上面這段程式的時序圖如下：
參考資料：
1、https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72772461
2、《Java併發編程的藝術》第三章 Java記憶體模型
說明：菜鳥一枚，第一次發技術博客，如有錯誤或者寫的不好的地方歡迎大家指正。
