单例模式singleton为什么要加volatile

最新推荐文章于 2023-06-05 12:09:13 发布

alinshen

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本文探讨了在Java中使用双重检查加锁（double-checked locking）模式时，volatile关键字的作用及重要性。通过示例说明了仅依靠synchronized无法完全避免多线程环境下对象初始化时可能出现的问题，并解释了如何利用volatile确保指令正确执行顺序。

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或者许多的朋友在使用单例模式中会学到双重检查加锁（double-checked locking)的应用。

public class Singleton {
    private volatile static Singleton uniqueInstance;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        if(uniqueInstance == null){
            synchronized(Singleton.class){
                if(uniqueInstance == null){
                    uniqueInstance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

但同时也会产生一个问题：为什么要用到volatile。这里不妨先看看一牛人对于volatile关键字的解读。
作者：海子
　　　　
出处：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html
　　　　
看完volatile之后，你就可以对于指令重排序有进一步的了解后，尤其是volatile可以保证即使java虚拟机对代码执行了指令重排序，也会保证它的正确性。
然后我们来指出下为什么用了synchronized还要用volatile,以及可能出现的指令重排序影响双重检查加锁（double-checked locking)的正确性。
可以看以下例子。

public class Singleton {
    private volatile static Singleton uniqueInstance;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        if(uniqueInstance == null){
        // B线程检测到uniqueInstance不为空
            synchronized(Singleton.class){
                if(uniqueInstance == null){
                    uniqueInstance = new Singleton();
                    // A线程被指令重排了，刚好先赋值了；但还没执行完构造函数。
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;// 后面B线程执行时将引发：对象尚未初始化错误。
    }
}

具体来说就是synchronized虽然保证了原子性，但却没有保证指令重排序的正确性，会出现A线程执行初始化，但可能因为构造函数里面的操作太多了，所以A线程的uniqueInstance实例还没有造出来，但已经被赋值了。而B线程这时过来了，错以为uniqueInstance已经被实例化出来，一用才发现uniqueInstance尚未被初始化。要知道我们的线程虽然可以保证原子性，但程序可能是在多核CPU上执行。