Spring设计模式-实战篇之单例模式

实现案例,饿汉式 + Double-Check机制 + synchronized锁

java 复制代码
/**
 * 以饿汉式为例
 * 使用Double-Check保证线程安全
 */
public class Singleton {

    // 使用volatile保证多线程同一属性的可见性和指令重排序
    private static volatile Singleton instance;

    public static Singleton getInstance() {
        // 第一次check
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                // 第二次check
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

}

1、两次check的作用

**第一次check:**为了提高效率,假如我的instance已经不为null了,就没必要进入同步代码块了;

**第二次check:**因为在没有获取实例之前,即instance为null之前,可能有多个线程进入了第一个if之内,这个时候为了防止创建多个实例,使用同步代码块,一个线程一个线程进入,当Instance不为null时,才new对象,保证了对象实例只被 new 一次,即保证单例模式。

2、为什么使用了synchonized同步还要加volatile关键字

首先,synchonized可以保证原子性和可见性,但是他保证不了指令重排序这种情况。

那指令重排序存在什么问题呢?

当线程A和B分别执行到以上位置时,

1)对于 instance = new Singleton(); 这个操作,其实分为三个步骤:

  1. JVM为对象分配一块内存;
  2. 在内存上为对象进行初始化;
  3. 将内存的地址赋值给singleton变量;

这样是没有问题的,因为只有把内存地址赋值给singleton变量以后,instance才不等于null,而赋值之前就已经初始化了,所以线程B不会出现误判的情况;

2)但是假如不使用volatile,编译器可能会优化,将2,3替换位置,也就是:

  1. JVM为对象分配一块内存;
  2. 将内存的地址赋值给singleton变量;
  3. 在内存上为对象进行初始化;

这样就可能会出现问题了,场景如下:

当A线程赋值了以后,还没来得及初始化呢,这个时候线程B刚好判断instance == null,返回false,直接return instance了,但此时这个instance实际上是还没初始化的bean,这样就有问题了。

总结

  1. 懒汉式是线程不安全的,可以通过synchonized进行加锁,保证它的一个线程安全性;
  2. 如果你想提高它的效率,可以使用Double-Check这种机制,让它存在实例以后无需再去竞争锁,在外层 if 即可直接判断;
  3. 当你使用Double-Check这种机制的时候,请注意加上volatile关键字,防止优化器指令重排序带来的影响。

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