双重检查锁定 - Double checked locking,是一种单例的方式。这种写法的关键在于用 volatile描述实例对象,同时在 synchronized块外面和里面判断实例对象是否为空。
面试中经常有一个问题,DCL中的volatile关键字是否能不用呢?
回答这个问题,需要明白 volatile关键字的特性中的有序性。
并发要素--有序性
并发三要素包括
1.原子性
2.有序性
3.可见性。
其中的有序性意思是指令的执行顺序不会被重新排列。来看看下面的代码
Demo 1
x = 1; //1y = 2; //2z = 3; //3
上面这三行代码,运行时可能会被虚拟机优化,从而执行顺序变成 2->1->3。优化的原则是不影响结果,如下面这段代码,则不会被重排序,
Demo 2
x = 0;x = 1; //1y = x; //2z = 3; //3
假如优化为 2->1->3的话,则y的结果就错误了。假若对 y加上 volatile关键字的话,那么Demo 1中的执行顺序就不会被重排序了,这就是 volatile的有序性。
再来看经常用在状态初始化相关的代码,
//线程1:
context = loadContext();
//语句1
inited = true;
//语句2
//线程2:
while(!inited ){ sleep()}doSomethingwithconfig(context);
因为1和2并不互相依赖,所以可能存在被重排序的问题。这样就会导致在初始化的时候,线程2的inited变为true,而 context还没初始化完。
上面这些跟我们的单例有什么关系呢?来看下面的代码。
volatile对DCL的作用
有序性对DCL的作用,其实作用在对象的实例化过程。一个普通的DCL会像下面代码这样,
public class Singleton {
private static volatile Singleton mInstance = null;
private Singleton{} public static Singleton getIsntance() {
if(mInstacen == null){ synchronized(Singleton.class){
if(mInstacen == null){ mInstacen = new Singleton(); } } } return mInstacen; }}
我们先解释下在不使用 volatile修饰的情况下可能发生单例失效的原因。问题出在 mInstance = new Singleton()这一句,当实例化的时候,其实分为三个步骤
//伪代码
memory = allocate();
//1
ctorInstance(memory);
//2
instance = memory;
//3
上面是真实发生的实例化过程,在某些编译器上在发生指令重排序之后,可能变成下面这样
//伪代码
memory = allocate();
//1
instance = memory;
//2
ctorInstance(memory);
//3
依据JAVA重排序的前提条件,重排序后的结果不受影响,但是就会导致单例失效的问题。因为其他线程在进入第二个null判断时mInstance仍然为null,从而再次实例化。可以认为在实例化的//3语句结束后就释放了锁,因此重排序会导致在mInstance仍然为null的时候第二个线程就进入了。
volatile在阻止了重排序之后,第二个线程只能在 instance正确初始化并不为 null的情况下才能获取锁,所以 volatile避免了DCL被破坏的情况。
总结
DCL - double checked locking之所以需要 volatile,是因为它能阻止指令重排序,从而避免其他线程在进入同步块的时候对象仍然为null的情况发生。
网友评论