单例设计双重校验锁这种方式采用双锁机制,安全且在多线程情况下能保持高性能。但其中也有优缺点
双重校验锁代码
public class DoubleLock {
private static DoubleLock doubleLock;
private DoubleLock(){
}
public static DoubleLock getInstance(){
if (doubleLock == null){
synchronized (DoubleLock.class){
if (doubleLock == null){
doubleLock = new DoubleLock();
}
}
}
return doubleLock;
}
}
优点
安全且在多线程情况下能保持高性能,第一个if判断避免了其他无用线程竞争锁来造成性能浪费,第二个if判断能拦截除第一个获得对象锁线程以外的线程。
如果不加第二次判空,我们考虑下线程A,线程B都阻塞在了获取锁的步骤上,其中A获得锁---实例化了对象----释放锁,之后B---获得锁---实例化对象,此时违反了我们单例模式的初衷。
问题
双重检查锁定背后的理论是完美的。不幸地是,现实完全不同。双重检查锁定的问题是:并不能保证它会在单处理器或多处理器计算机上顺利运行。
双重检查锁定失败的问题并不归咎于 JVM 中的实现 bug,而是归咎于 Java 平台内存模型。内存模型允许所谓的“无序写入”,这也是这些习语失败的一个主要原因。
该语句非原子操作,实际是三个步骤。
-
1.给 Singleton 分配内存;
-
2.调用 Singleton 的构造函数来初始化成员变量;
-
3.将给 singleton 对象指向分配的内存空间(此时 singleton 才不为 null );
虚拟机的指令重排序
–>
执行命令时虚拟机可能会对以上3个步骤交换位置 最后可能是132这种 分配内存并修改指针后未初始化 多线程获取时可能会出现问题。
当线程A
进入同步方法执行singleton = new Singleton();
代码时,恰好这三个步骤重排序后为1 3 2
,
那么步骤3
执行后 singleton
已经不为 null
,但是未执行步骤2
,singleton
对象初始化不完全,此时线程B
执行 getInstance()
方法,第一步判断时 singleton
不为null,则直接将未完全初始化的singleton
对象返回了。
解决
如果一个字段被声明成volatile,Java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的,同时还会禁止指令重排序
所以使用volatile
关键字会禁止指令重排序,可以避免这种问题。使用volatile
关键字后使得 singleton = new Singleton();
语句一定会按照上面拆分的步骤123来执行。
另一个问题
单例模式并不是绝对安全的,可以通过反射来破坏,只有枚举安全类是安全的。
部分内容参考链接:https://blog.csdn.net/qq646040754/article/details/81327933
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