内存无序写入导致单例模式双重校验锁失败

问题：

public static Singleton getInstance()
{
  if (instance == null)
  {
    synchronized(Singleton.class) {  //1
      if (instance == null)          //2
        instance = new Singleton();  //3
    }
  }
  return instance;
}

在 Singleton 构造函数体执行之前，变量 instance 可能成为非 null 的。

原因：

内存的无序写入问题。

分析原因：

对象的创建的过程是这样的：

1、给Singleton的实例分配内存空间。

2、调用Singleton的构造方法进行构造函数初始化

3、将instance对象指向分配的内存空间（注意到这步instance就非null了）

但是由JVM的乱序执行上面1、2、3的执行顺序2和3并不一定，可能是1、2、3也可能是1、3、2如果是1、2、3还好说并不会出现什么我问题，但是如是执行的顺序是1、3、2那么这样就比较麻烦了，因为在执行到3的时候对象已经是非null了，所以其线程有可能取到被初始化到一半的对象。

解决

我们可以使用volatile来阻止程序的乱序执行，从而使双重检验锁在多线程下正确执行。
volatile关键字到底是什么作用？再看《深入理解Java虚拟机》的时候我特地留意了一下这个问题，从Java内存模型的角度大概是这样说的：

第一：保证被volatile修饰的变量会保证对所有的线程的可见性，这里的“ 可见性 ”是指当一条线程修改了这个变量的值，新值对于其他变量是可以立即i得知的。

第二：使用volatile变量的语意是禁止指令重排序优化，普通的变量仅仅会保证该方法的执行过程中所有依赖赋值结果的地方都能获取到正确的结果，而不能保证变量赋值操作顺序与程序代码中的执行顺序一致。
但是我们在使用volatile的同时使我们的代码不能被编译器进行代码优化，他需要在本地代码中插入许多的内存屏障指令来保证处理器不发生乱序执行，导致我们的程序在执行的时候变慢

再优化

public class Singleton {    
    private static Singleton singleton; // 这类没有volatile关键字  
    private Singleton() {   
    }   
    public static Singleton getInstance() { 
        // 双重检查加锁   
        if (singleton == null) {    
            synchronized (Singleton.class) {    
                // 延迟实例化,需要时才创建 
                if (singleton == null) {    
                    Singleton temp = null;  
                    try {  
                        temp = new Singleton(); 
                    } catch (Exception e) {  
                    }  
                    if (temp != null)   
                        singleton = temp;
 //为什么要做这个看似无用的操作，因为这一步是为了让虚拟机执行到这一步的时会才对singleton赋值，虚拟机执行到这里的时候，必然已经完成类实例的初始化。所以这种写法的DCL是安全的。由于try的存在，虚拟机无法优化temp是否为null  
                }   
            }   
        }   
        return singleton;   
    }  
}