双重检查锁定(Double Check Lock,DCL)

1、懒汉式单例模式,无法保证线程安全:
public class Singleton { private static Singleton singleton; private
Singleton() { }public static Singleton getInstance() { if (singleton == null) {
// 多个线程同时执行到此,会生成多个Singleton实例 singleton = new Singleton(); } return singleton;
} }
2、同步处理,synchronized就会导致这个方法比较低效:
public class Singleton { private static Singleton singleton; private
Singleton() {}public static synchronized Singleton getInstance() { if
(singleton ==null) { singleton = new Singleton(); } return singleton; } }
3、双重检查 DCL:
public class Singleton { private static Singleton singleton; Integer a; private
Singleton(){}public static Singleton getInstance(){ if(singleton == null){ //
1 只有singleton==null时才加锁,性能好 synchronized (Singleton.class){ // 2 if(singleton ==
null){ // 3 singleton = new Singleton(); // 4 } } } return singleton; } }
但是,仍然有问题!!

创建对象过程:

(1)分配内存空间

(2)初始化对象

(3)将内存空间的地址赋值给对应的引用

(2)(3)会被处理器优化,发生重排序

举例:

A线程singleton = new Singleton()发生重排序,将分配的内存空间引用赋值给了静态属性singleton(即singleton !=
null),而对象还未初始化(即Integer a == null);

B线程此时调用getInstance()方法,因为singleton !=
null,直接返回singleton。当B线程使用singleton的a属性时就会空指针。



分析:

问题在于singleton = new Singleton()的重排序

(1)不允许初始化阶段步骤2 、3发生重排序。

(2)允许初始化阶段步骤2 、3发生重排序,但是不允许其他线程“看到”这个重排序。

解决:

1、利用volatile限制重排序
public class Singleton { private volatile static Singleton singleton;//
通过volatile关键字来确保安全 private Singleton(){} public static Singleton getInstance(){
if(singleton == null){ synchronized (Singleton.class){ if(singleton == null){
singleton= new Singleton(); } } } return singleton; } }
(1)分配内存空间

(2)初始化对象

(3)将内存空间的地址赋值给对应的引用

第(3)步 volatile修饰的变量singleton的写入操作,通过内存屏障限制的重排序 参考:Java并发(六):volatile的实现原理
<https://www.cnblogs.com/hexinwei1/p/9895521.html>

2、利用类初始化


JVM会保证一个类的类构造器在多线程环境中被正确的加锁、同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的类构造器,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行方法完毕。

特别需要注意的是,在这种情形下,其他线程虽然会被阻塞,但如果执行初始化的那条线程退出后,其他线程在唤醒之后不会再次进入/执行初始化,因为在
同一个类加载器下,一个类型只会被初始化一次。
public class Singleton { private static class SingletonHolder{ public static
Singleton singleton =new Singleton(); } public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.singleton; } }
 

 

 

参考资料:

【死磕Java并发】—–Java内存模型之从JMM角度分析DCL <http://cmsblogs.com/?p=2161>