Java使用doubleCheck(双重检查) Singleton(单例模式) 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

//double-checked locking
Object instance = holder.get();
if (instance == null) {
    synchronized (holder) {
        instance = holder.get();
        if (instance == null) {
            instance = createExtension(name);
            holder.set(instance);
        }
    }
}

public class Holder<T> {

    private volatile T value;

    public void set(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T get() {
        return value;
    }
}

 

posted @ 2020-07-21 14:43  CharyGao  阅读(723)  评论(0编辑  收藏  举报