Java使用double check(双重检查)实现单例模式的一个小细节

这里synchronized已经保证了内存可见性,以及锁的效果。

主要是java的指令重排序可能导致 未被完全实例化的引用被其他线程获得。而volatile 会在读的前后加入LoadLoad屏障和LoadStore屏障,在写的前后加入StoreStore和StoreLoad屏障,限制了重排序

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton() {

    }
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {//1
            synchronized {//2
                if (singleton == null) {//3
                    singleton = new Singleton();//4             
                }
            }
        }
    }
}

这样实现的单例其实是不安全的,执行语句4时,实际包含3个步骤: 
a. 给singleton分配内存 
b. 在内存中初始化singleton对象 
c. 将内存地址赋给singleton变量(这时singleton变量就不为null了)

因为编译器会进行指令重排,如果指令重排之后第c步先于第b步执行,那可能会发生如下的错误: 
1)线程1执行语句4,这时线程1工作内存的singleton变量不为null,可能会立即写回到主存中,也可能迟点再写回到主存中。

2)然后这时线程的时间分片又刚好用完了,就会切换到线程2,如果线程1的singleton已经写回到主存中,那么这时线程2执行语句1就为false,然后返回single对象,但实际上第2步还没执行,即对象还没初始化,使用该对象会导致程序报错。

解决的方法: 
使用volatile修饰singleton变量,volatile保证对volatile变量进行读/写操作的那一行代码的顺序不变,即第c步顺序就一定是在b之后的,确保对象初始化完再将内存地址赋给singleton变量。第c步就是对volatile变量进行写操作。

synchronized虽然能保证互斥,但是不保证在一个时间分片内将代码块中的所有代码执行完毕,会释放时间分片,等待再分配时间分片再继续执行下去。

结论:Java使用double check(双重检查)实现单例模式时,单例变量要使用volatile修饰

转自:https://blog.csdn.net/u010660307/article/details/69922320#commentsedit

其他资料:JAVA 基础系列之 重排序和Volatile

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public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton() {

    }
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {//1
            synchronized {//2
                if (singleton == null) {//3
                    singleton = new Singleton();//4             
                }
            }
        }
    }
}

这样实现的单例其实是不安全的,执行语句4时,实际包含3个步骤: 
a. 给singleton分配内存 
b. 在内存中初始化singleton对象 
c. 将内存地址赋给singleton变量(这时singleton变量就不为null了)

因为编译器会进行指令重排,如果指令重排之后第c步先于第b步执行,那可能会发生如下的错误: 
1)线程1执行语句4,这时线程1工作内存的singleton变量不为null,可能会立即写回到主存中,也可能迟点再写回到主存中。

2)然后这时线程的时间分片又刚好用完了,就会切换到线程2,如果线程1的singleton已经写回到主存中,那么这时线程2执行语句1就为false,然后返回single对象,但实际上第2步还没执行,即对象还没初始化,使用该对象会导致程序报错。

解决的方法: 
使用volatile修饰singleton变量,volatile保证对volatile变量进行读/写操作的那一行代码的顺序不变,即第c步顺序就一定是在b之后的,确保对象初始化完再将内存地址赋给singleton变量。第c步就是对volatile变量进行写操作。

synchronized虽然能保证互斥,但是不保证在一个时间分片内将代码块中的所有代码执行完毕,会释放时间分片,等待再分配时间分片再继续执行下去。

结论:Java使用double check(双重检查)实现单例模式时,单例变量要使用volatile修饰

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