单例设计模式的设计——Double-Check

最新推荐文章于 2024-07-10 14:51:29 发布

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本文详细探讨了单例模式中的Double-Check锁定策略，一种高效的数据同步机制，旨在实现线程安全的同时保持高效率。然而，该方法在多线程环境下可能引发空指针异常，文章剖析了这一问题的成因，并讨论了实例化顺序与JVM指令重排序的关系。

package SingleInstanceModel;

import java.net.Socket;
import java.sql.Connection;

/**
 * Created by JYM on 2019/1/8
 * 单例模式：Double-Check
 * Double-Check是一种比较聪明的设计方式，他提供了一种高效的数据同步策略，那就是首次初始化时加锁，之后则允许多个线程同时
 * 进行getInstance方法的调用来获得类的实例。
 * */

//final不允许被继承
public final class Singleton_3
{
    //实例变量
    private byte[] data = new byte[1024];

    private static Singleton_3 instance = null;

    Connection connection;
    Socket socket;

    private Singleton_3()
    {
        this.connection   //初始化connection
        this.socket    //初始化socket
    }

    public static Singleton_3 getInstance()
    {
        //当instance为null时，进入同步代码块，同时该判断避免了每次都需要进入同步代码块，可以提高效率
        if (null == instance)
        {
            //只有一个线程能够获得Singleton.class关联的monitor
            synchronized (Singleton_3.class)
            {
                //判断如果instance为null则创建
                if (null==instance)
                {
                    instance = new Singleton_3();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

/**
 * 当两个线程发现null==instance成立时，只有一个线程有资格进入同步代码块，完成对instance的实例化，随后的线程发现null==instance不成立
 * 则无须进行任何动作，以后对getInstance的访问就不需要数据同步的保护了。
 * 这种方式看起来是那么的完美和巧妙，既满足了懒加载，又保证了instance实例的唯一性，Double-Check的方式提供了高效的数据同步策略，可以允许多个线程
 * 同时对getInstance进行访问，但是这种方式在多线程的情况下有可能会引起空指针异常。
 * 分析一下产生异常的原因：
 * 在Singleton的构造函数中，需要分别实例化conn和socket两个资源，还有Singleton_3自身，根据 JVM运行时指令重排序和Happens_Before规则，这三者之间
 * 的实例化顺序并无前后关系的约束，那么极有可能是instance最先被实例化，而conn和socket并未完成实例化，未完成初始化的实例调用其方法将会抛出空指针
 * 异常。*/