单例模式-双重校验锁

单例设计模式代码如下所示：

package com.springboot.study.tests;

/**
 * @Author: guodong
 * @Date: 2021/5/26 16:00
 * @Version: 1.0
 * @Description:
 */
public class SingleTonTest {

    //volatile防止指令重排序，内存可见(缓存中的变化及时刷到主存，并且其他的内存失效，必须从主存获取)
    public static volatile SingleTonTest doubleLock = null;

    private SingleTonTest(){
        //构造器必须私有  不然直接new就可以创建
    }

    public static SingleTonTest getInstance(){
        //第一次判断，假设会有好多线程，如果doubleLock没有被实例化，那么就会到下一步获取锁，只有一个能获取到，
        //如果已经实例化，那么直接返回了，减少除了初始化时之外的所有锁获取等待过程
        if(doubleLock == null){
            synchronized (SingleTonTest.class){
                //第二次判断是因为假设有两个线程A、B,两个同时通过了第一个if，然后A获取了锁，进入然后判断doubleLock是null，他就实例化了doubleLock，然后他出了锁，
                //这时候线程B经过等待A释放的锁，B获取锁了，如果没有第二个判断，那么他还是会去new DoubleLock()，再创建一个实例，所以为了防止这种情况，需要第二次判断
                if(doubleLock == null){
                    //下面这句代码其实分为三步：
                    //1.开辟内存分配给这个对象
                    //2.初始化对象
                    //3.将内存地址赋给虚拟机栈内存中的doubleLock变量
                    //注意上面这三步，第2步和第3步的顺序是随机的，这是计算机指令重排序的问题
                    //假设有两个线程，其中一个线程执行下面这行代码，如果第三步先执行了，就会把没有初始化的内存赋值给doubleLock
                    //然后恰好这时候有另一个线程执行了第一个判断if(doubleLock == null)，然后就会发现doubleLock指向了一个内存地址
                    //这另一个线程就直接返回了这个没有初始化的内存，所以要防止第2步和第3步重排序
                    doubleLock = new SingleTonTest();
                }
            }
        }
        return doubleLock;
    }


    public static void main(String[]args){
        for(int i=0;i<200;i++){
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+SingleTonTest.getInstance().hashCode());
                }
            }).start();
        }
    }


}

注意事项：
问题：为什么需要两次判断if(singleTon==null)?
分析：第一次校验：由于单例模式只需要创建一次实例，如果后面再次调用getInstance方法时，则直接返回之前创建的实例，因此大部分时间不需要执行同步方法里面的代码，大大提高了性能。如果不加第一次校验的话，那跟上面的懒汉模式没什么区别，每次都要去竞争锁。
第二次校验：如果没有第二次校验，假设线程t1执行了第一次校验后，判断为null，这时t2也获取了CPU执行权，也执行了第一次校验，判断也为null。接下来t2获得锁，创建实例。这时t1又获得CPU执行权，由于之前已经进行了第一次校验，结果为null（不会再次判断），获得锁后，直接创建实例。结果就会导致创建多个实例。所以需要在同步代码里面进行第二次校验，如果实例为空，则进行创建。
需要注意的是，private static volatile SingleTon3 singleTon=null;需要加volatile关键字，否则会出现错误。问题的原因在于JVM指令重排优化的存在。在某个线程创建单例对象时，在构造方法被调用之前，就为该对象分配了内存空间并将对象的字段设置为默认值。此时就可以将分配的内存地址赋值给instance字段了，然而该对象可能还没有初始化。若紧接着另外一个线程来调用getInstance，取到的就是状态不正确的对象，程序就会出错。
（4）静态内部类：同样也是利用了类的加载机制，它与饿汉模式不同的是，它是在内部类里面去创建对象实例。这样的话，只要应用中不使用内部类，JVM就不会去加载这个单例类，也就不会创建单例对象，从而实现懒汉式的延迟加载。也就是说这种方式可以同时保证延迟加载和线程安全。