前言

在實(shí)現(xiàn)單例模式時(shí)，如果未考慮多線程的情況，就容易寫出下面的錯誤代碼：

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueSingleton;

    private Singleton() {
    }

    public Singleton getInstance() {
        if (null == uniqueSingleton) {
            uniqueSingleton = new Singleton();
        }
        return uniqueSingleton;
    }
}

在多線程的情況下，這樣寫可能會導(dǎo)致uniqueSingleton有多個實(shí)例。比如下面這種情況，考慮有兩個線程同時(shí)調(diào)用getInstance()：

可以看到，uniqueSingleton被實(shí)例化了兩次并且被不同對象持有。完全違背了單例的初衷。

加鎖

出現(xiàn)這種情況，第一反應(yīng)就是加鎖，如下：

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueSingleton;

    private Singleton() {
    }

    public synchronized Singleton getInstance() {
        if (null == uniqueSingleton) {
            uniqueSingleton = new Singleton();
        }
        return uniqueSingleton;
    }
}

這樣雖然解決了問題，但是因?yàn)橛玫搅藄ynchronized，會導(dǎo)致很大的性能開銷，并且加鎖其實(shí)只需要在第一次初始化的時(shí)候用到，之后的調(diào)用都沒必要再進(jìn)行加鎖。

雙重檢查鎖

雙重檢查鎖（double checked locking）是對上述問題的一種優(yōu)化。先判斷對象是否已經(jīng)被初始化，再決定要不要加鎖。

錯誤的雙重檢查鎖

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueSingleton;

    private Singleton() {
    }

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

如果這樣寫，運(yùn)行順序就成了：

• 檢查變量是否被初始化(不去獲得鎖)，如果已被初始化則立即返回。
• 獲取鎖。
• 再次檢查變量是否已經(jīng)被初始化，如果還沒被初始化就初始化一個對象。
  

執(zhí)行雙重檢查是因?yàn)?，如果多個線程同時(shí)了通過了第一次檢查，并且其中一個線程首先通過了第二次檢查并實(shí)例化了對象，那么剩余通過了第一次檢查的線程就不會再去實(shí)例化對象。

這樣，除了初始化的時(shí)候會出現(xiàn)加鎖的情況，后續(xù)的所有調(diào)用都會避免加鎖而直接返回，解決了性能消耗的問題。

隱患

上述寫法看似解決了問題，但是有個很大的隱患。實(shí)例化對象的那行代碼（標(biāo)記為error的那行），實(shí)際上可以分解成以下三個步驟：

1. 分配內(nèi)存空間
2. 初始化對象
3. 將對象指向剛分配的內(nèi)存空間
   

但是有些編譯器為了性能的原因，可能會將第二步和第三步進(jìn)行重排序，順序就成了：

1. 分配內(nèi)存空間
2. 將對象指向剛分配的內(nèi)存空間
3. 初始化對象
   

現(xiàn)在考慮重排序后，兩個線程發(fā)生了以下調(diào)用：

在這種情況下，T7時(shí)刻線程B對uniqueSingleton的訪問，訪問的是一個初始化未完成的對象。

正確的雙重檢查鎖

public class Singleton {
    private volatile static Singleton uniqueSingleton;

    private Singleton() {
    }

    public Singleton getInstance() {
        if (null == uniqueSingleton) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (null == uniqueSingleton) {
                    uniqueSingleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return uniqueSingleton;
    }
}

為了解決上述問題，需要在uniqueSingleton前加入關(guān)鍵字volatile。使用了volatile關(guān)鍵字后，重排序被禁止，所有的寫（write）操作都將發(fā)生在讀（read）操作之前。

至此，雙重檢查鎖就可以完美工作了。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Java中雙重檢查鎖（double checked locking）的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java雙重檢查鎖內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

參考資料：

• 雙重檢查鎖定模式
• 如何在Java中使用雙重檢查鎖實(shí)現(xiàn)單例：http://www.importnew.com/12196.html
• 雙重檢查鎖定與延遲初始化

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