單例模式--雙重檢驗鎖真的執行緒安全嗎
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單例模式是我們最熟悉不過的一種設計模式，用來保證記憶體中只有一個物件的例項。雖然容易，但裡面的坑也有很多，比如雙重檢驗鎖模式(double checked locking pattern)真的是執行緒安全的嗎？
起因
在對專案進行PMD靜態程式碼檢測時，遇到了這樣一個問題
Partially created objects can be returned by the Double Checked Locking pattern when used in Java. An optimizing JRE may assign a reference to the baz variable before it calls the constructor of the object the reference points to.
Note: With Java 5, you can make Double checked locking work, if you declare the variable to be volatile.
大概意思是，使用雙重檢驗鎖模式，可能會返回一個部分初始化的物件。可能大家有些疑慮，什麼是部分初始化的物件，我們下面繼續分析
什麼是雙重檢驗鎖模式
public static Singleton getSingleton() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance ;
}
我們看到，在同步程式碼塊的內部和外部都判斷了instance == null，這時因為，可能會有多個執行緒同時進入到同步程式碼塊外的if判斷中，如果在同步程式碼塊內部不進行判空的話，可能會初始化多個例項。
問題所在
這種寫法看似完美無缺，但它卻是有問題的，或者說它並不擔保一定完美無缺。主要原因在於instance = new Singleton();並不是原子性的操作。
建立一個物件可以分為三部：
1.分配物件的記憶體空間
2.初始化物件
3.設定instance指向剛分配的記憶體地址
當instance指向分配地址時，instance不為空
但是，2、3部之間，可能會被重排序，造成建立物件順序變為1-3-2.試想一個場景：
執行緒A第一次建立物件Singleton，物件建立順序為1-3-2；
當給instance分配完記憶體後，這時來了一個執行緒B呼叫了getSingleton()方法
這時候進行instance == null的判斷，發現instance並不為null。
但注意這時候instance並沒有初始化物件，執行緒B則會將這個未初始化完成的物件返回。那B執行緒使用instance時就可能會出現問題，這就是雙重檢查鎖問題所在。
使用volatile
對於上述的問題，我們可以通過把instance宣告為volatile型來解決
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 ;
}
}
但是必須在JDK5版本以上使用。
靜態內部類
public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton (){}
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
這種寫法是目前比較推薦的一種寫法，採用靜態內部類的方式，即實現了懶載入又不會出現執行緒安全問題。而且減少了synchronized的開銷。