雙重檢查鎖定與單例

• 2020 年 2 月 10 日
• 筆記

對於單例模式，相信大多數人都可以寫出好幾種實現方法，懶漢，餓漢等等，然而小小單例真要寫好，寫的完全正確也並非易事。

雙重檢查鎖的單例

下面是我們經常使用的一種單例的實現，也就是雙重檢查所的實現方案。

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

讓我們來看一下這個程式碼是如何工作的：首先當一個執行緒發出請求後，會先檢查instance是否為null，如果不是則直接返回其內容，這樣避免了進入synchronized塊所需要花費的資源。其次，如果兩個執行緒同時進入了第一個if判斷，那麼他們也必須按照順序執行 synchronized 塊中的程式碼，第一個進入程式碼塊的執行緒會創建一個新的 Singleton 實例，而後續的執行緒則因為無法通過if判斷，而不會創建多餘的實例。

但還有一個問題，在有些情況下，通過這種方式拿到的Singleton對象，可能是錯誤的 。

回顧我們new對象的3個步驟

• 1，分配記憶體空間
• 2，初始化對象
• 3，將對象指向剛分配的記憶體空間

但jvm在指令優化時，會出現步驟2和3對調的情況，比如執行緒1在經過倆層為 null 判斷後，進入 new 的動作，在還沒有初始化對象時，就返加了地址值，執行緒2在第一個為 null 判斷時，因為對象已經不為空，那麼就直接返回了對象。然而當執行緒2打算使用Singleton實例，卻發現它沒有被初始化，於是錯誤發生了。

解決方案

對於上面的問題，有兩種解決方案

1，使用 volatile 關鍵詞主要可以保證程式碼的執行順序不受 jvm 重排序影響。

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

2，通過內部類實現多執行緒環境中的單例模式。

public class Singleton {        private Singleton() {      }        private static class SingletonContainer {          private static Singleton instance = new Singleton();      }        public static Singleton getInstance() {          return SingletonContainer.instance;      }  }