Java中volatile关键字的使用以及在单例模式下的使用

最新推荐文章于 2025-06-02 16:08:05 发布

maxThking

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文章标签： java 单例模式开发语言

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2201_75420324/article/details/145319809

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在 Java 中，volatile 是一个关键字，用于声明一个变量，它确保该变量在多个线程之间的可见性和禁止指令重排。volatile 关键字主要用于处理多线程环境下的共享变量，确保线程对该变量的读写操作是最新的。

保证可见性：当一个线程修改了 volatile 变量的值，其他线程可以立即看到这个值的更新。即，volatile 变量对于所有线程是可见的。
禁止指令重排：volatile 变量的读写操作会被严格按照程序中的顺序执行，禁止编译器或 JVM 对这些操作进行重排。即使在多线程环境中，volatile 变量的写操作会立刻反映在其他线程中，避免了可能产生的执行顺序问题。

从底层实现的角度来看，volatile 的核心实现依赖于以下几点：

保证可见性：
每次对 volatile 变量的写操作都会立刻同步到主内存中。
每次对 volatile 变量的读操作都会从主内存中读取最新的值，绕过线程的工作内存缓存。
JVM 会在 volatile 变量的读写操作前后插入内存屏障，确保数据的及时同步。
禁止指令重排：
在 volatile 变量的写操作和后续的操作之间，JVM 会插入写屏障，确保写操作发生在屏障之前。
在 volatile 变量的读操作和前面的操作之间，JVM 会插入读屏障，确保读操作发生在屏障之后。
通过屏障，指令的执行顺序会受到严格控制，从而避免指令重排导致的线程不安全问题。

单例模式：在多线程环境中，如果 rpcConfig 是单例对象（例如，在应用启动时初始化一次），则需要确保多个线程在访问这个变量时，不会出现不同步的问题。volatile 保证了该变量的修改对所有线程可见。
双重检查锁定：在实现单例模式时，经常会看到 volatile 用来避免多次实例化问题。假设你想懒加载并且只初始化一次 rpcConfig，volatile 可以防止某些 JVM 在多线程环境中可能出现的指令重排序问题，确保单例对象只会被创建一次。

单例模式（Singleton Pattern） 是一种设计模式，旨在保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来获取该实例。换句话说，单例模式确保在整个应用程序生命周期内某个类只有一个对象实例存在，且该实例可以在任何地方被访问。

单例模式常用于需要全局共享的资源或服务，如数据库连接池、日志对象、线程池等。使用单例模式可以确保这些资源只有一个实例，避免资源浪费并保证一致性。

单例模式的实现有几种常见方式，以下是最常见的几种实现方式：

饿汉式单例在类加载时就创建了唯一的实例，保证线程安全，但可能会浪费资源，尤其在类未被使用时实例就已经创建。

public class Singleton {
   
    // 类加载时就创建实例，保证只有一个实例
    private