单例模式-双重锁校验

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我是靠谱客的博主文艺黑米，最近开发中收集的这篇文章主要介绍单例模式-双重锁校验，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

单例模式–双重检验锁真的线程安全吗
单例模式是我们最熟悉不过的一种设计模式，用来保证内存中只有一个对象的实例。虽然容易，但里面的坑也有很多，比如双重检验锁模式(double checked locking pattern)真的是线程安全的吗？
这里涉及到2个知识点：
1、类初始化步骤
2、指令重排
熟悉类初始化机制的同学们都应该知道类初始化分三步
1、分配对象的内存空间
2、初始化对象，调用构造方法
3、将内存地址指向instance

指令重排就是为了优化性能在不改变结果的情况下CPU按照自己的顺序去执行指令

什么是双重检验锁模式

public static Singleton getSingleton() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance ;
}

我们看到，在同步代码块的内部和外部都判断了instance == null，这时因为，可能会有多个线程同时进入到同步代码块外的if判断中，如果在同步代码块内部不进行判空的话，可能会初始化多个实例。

问题所在
这种写法看似完美无缺，但它却是有问题的，或者说它并不担保一定完美无缺。主要原因在于instance = new Singleton();并不是原子性的操作。
当instance指向分配地址时，instance不为空
但是，2、3部之间，可能会被重排序，造成创建对象顺序变为1-3-2.试想一个场景：
线程A第一次创建对象Singleton，对象创建顺序为1-3-2；
当给instance分配完内存后，这时来了一个线程B调用了getSingleton()方法
这时候进行instance == null的判断，发现instance并不为null。
但注意这时候instance并没有初始化对象，线程B则会将这个未初始化完成的对象返回。那B线程使用instance时就可能会出现问题，这就是双重检查锁问题所在。

使用volatile
对于上述的问题，我们可以通过把instance声明为volatile型来解决

public class Singleton{
private volatile static Singleton instance;
public static Singleton getSingleton() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance ;
}
}

但是必须在JDK5版本以上使用。

静态内部类

public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton (){}
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}

这种写法是目前比较推荐的一种写法，采用静态内部类的方式，即实现了懒加载又不会出现线程安全问题。而且减少了synchronized的开销。

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双重检查锁定与延迟初始化
PMD-DoubleCheckedLocking
Double-checked locking: Clever, but broken