Java synchronized 实现唯一单例

在初始化数据库连接、hbase连接时，我们通常希望复用连接，而不是每次使用时都new 一个实例。也就是说一个hbase表名对应一个hbase client连接, 或者一个数据库连接字符串对应一个数据库连接。

但是在多线程下我们不加任何锁，或者加锁的方式不对，都有可能导致当个hbase表名new出多个实例。 关于单例模式的各种实现，请参考博文“高并发下线程安全的单例模式（最全最经典）”。本文只探讨synchronized 实现唯一单例的过程。

首先定义一个线程类MyThread， 新建多个线程，每个线程的功能就是通过表名获取实例MyInstance.getInstance(tableName)。MyThread的代码如下，  MyInstance的代码见方案一。

方案一：不加锁

输出结果：

Thread[Thread-0,5,main] round..

Thread[Thread-1,5,main] round..

Thread[Thread-2,5,main] round..

new instace

new instace

2017-05-05 17:32:23,919 INFO  [Thread-1]  (MyInstance:23) - 'Thread[Thread-1,5,main]' new a HbaseClient instance 'MyInstance@be81f6b' for tablename 'table1', hbaseClientStore = '{table1=MyInstance@71875333}'

2017-05-05 17:32:23,919 INFO  [Thread-2]  (MyInstance:23) - 'Thread[Thread-2,5,main]' new a HbaseClient instance 'MyInstance@71875333' for tablename 'table1', hbaseClientStore = '{table1=MyInstance@71875333}'

从输出结果中可以看出，3个线程new 了2个instance。 

方案二：加锁synchronized

输出与方案一的一样，也是new 了2个instance.  

Thread[Thread-1,5,main] round..

Thread[Thread-0,5,main] round..

Thread[Thread-2,5,main] round..

new instace

2017-05-05 17:38:37,199 INFO  [Thread-0]  (MyInstance:23) - 'Thread[Thread-0,5,main]' new a HbaseClient instance 'MyInstance@6c83e4d7' for tablename 'table1', hbaseClientStore = '{table1=MyInstance@6c83e4d7}'

new instace

2017-05-05 17:38:37,207 INFO  [Thread-1]  (MyInstance:23) - 'Thread[Thread-1,5,main]' new a HbaseClient instance 'MyInstance@1c500721' for tablename 'table1', hbaseClientStore = '{table1=MyInstance@1c500721}'

原因是程序按时间经历了如下过程：

1. Thread-1在12行时判断为false, 然后转第到15行准备锁住MyInstance.class

2. Thread-0执行到15行，锁住MyInstance.class， new了实例MyInstance@6c83e4d7， 释放锁。

3.Thread-1接着执行synchronized{} 中的代码，new了第二个实例MyInstance@1c500721，释放锁。

方案三：加锁synchronized + 二次判断

输出结果：

Thread[Thread-0,5,main] round..

Thread[Thread-2,5,main] round..

Thread[Thread-1,5,main] round..

new instace

2017-05-05 18:16:21,579 INFO  [Thread-0]  (MyInstance:23) - 'Thread[Thread-0,5,main]' new a HbaseClient instance 'MyInstance@785d445a' for tablename 'table1', hbaseClientStore = '{table1=MyInstance@785d445a}'

结果显示只new了一个实例。

按第二种方案执行流程执行第三种方案的代码流程：

1.第一个线程准备锁住类时，第二个线程抢先锁住类，new 了一个实例，释放锁

2.第一个线程获得锁，进入到synchronized{}代码块时，由于有第17行的二次判断，所以直接返回实例，不再new 实例。

结论：

在初始化instance时，只加synchronized并不能实现唯一单例， “synchronized + 二次判断” 才实现唯一单例。