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Java校验锁单例

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前言

作为开发者,单例这个就再也熟悉不过了,但是作为多种单例实现模式,我个人觉得双重校验锁是非常不多的实现,我们简单来分析一下其原理。

正文

先来说一下Java版本的,后面会涉及Kotlin中的代码我们再做比对。

代码实现

Java代码实现如下:

//双重校验锁单例
public class SingleInstance {
    //必须volatile修饰 见分析1
    private volatile static SingleInstance instance;
    //私有化构造函数
    private SingleInstance() {
    }
 
    public static SingleInstance getInstance() {
        //第一个判空 见分析2
        if (instance == null) {
            synchronized (SingleInstance.class) {
                //第二个判空 见分析3
                if (instance == null) {
                    //新建实例
                    instance = new SingleInstance();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

首先这里synchronized关键字没有修饰整个getInstance函数,因为这个函数可能使用地方很多,这样就会造成其他线程阻塞,不太好,所以这里只同步了一段代码。

分析2:为什么在进入同步代码块时需要进行进行判空,假如有线程A和线程B,这时线程A先判断instance为null,所以它进入了同步代码块,创建了对象,然后线程B再进来时,它就不必再进入同步代码快了,可以直接返回,也其实也就是懒加载,可以加快执行速度。

分析3:为什么在同步代码块中还要再进行一次判断呢,假如有线程A和线程B,它俩A先调用方法,B紧接着调用,这时A、B在分析2出的判空都是空,所以A进入同步代码块,B进行等待,当A进入同步代码块中创建了对象后,A线程释放了锁,这时B再进入,如果这时不加分析3的判空,B又会创建一个实例,这明显不符合规矩。

分析1:那既然加了2层判断,那为什么还要加个volatile关键字呢,这里知识点就有点多了。

因为新建实例的代码:

instance = new SingleInstance();

它不是一个原子操作,这个简单的赋值可以分为3步:

1、给SingleInstance分配内存

2、调用SingleInstance的构造方法

3、把instance指向分配的内存空间

这是正常逻辑的3个步骤,也只有按1 2 3执行后,这个instance才不是null。

但是Java内存模型允许这个进行指令重排序,也就是这3步可能是123也可能是132,所以这里就有问题了。

假如线程A和线程B,线程A已经跑到分析3处的代码,这时这条指令执行是132,刚把步骤3执行完,这时线程B跑到了分析1处的代码,会发现instance不为null了,这时线程B就直接返回了,从而导致错误。

既然知道了原因,那volatile关键字就是解决这个的,它可以禁止指令重新排序,而且保证所有线程看到这个变量是一致的,也就是不会从缓存中读取(这个特性后面有机会再说),所以在创建instance实例时,它的步骤都是123,就不会出错了。

总结

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