Java 中懒加载的正确实现方式

最新推荐文章于 2025-07-02 15:37:30 发布

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分类专栏： java

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本文探讨了懒加载的不同实现方式及其线程安全性，包括不安全的单例实现、使用synchronized关键字的安全实现、双重检查锁定的问题及解决方案、Eager初始化和Bill Pugh Singleton模式。重点介绍了每种方法的优缺点。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.通常懒加载初始化的典型实现方式：

public class LazyInit {

    public static Resource resource;

    public static Resource getResource() {
        if (resource == null) {
            resource = new Resource();
        }
        return resource;
    }
}

在单线程应用程序中，以上示例保证按预期工作。但在多线程应用程序可能有各种不同的结果。它可以按预期工作，它也可能多次初始化资源，它也可能发布部分对象（读取部分对象), 所以为不安全实现方式。

2. 安全的实现方式

public class LazyInit {

    public static Resource resource;

    public synchronized static Resource getResource() {
        if (resource == null) {
            resource = new Resource();
        }
        return resource;
    }
}

现在，resource由LazyInit类保护。只有一个线程可以进入此方法并检查resource是否已初始化，如果是，则返回当前实例。

3. 在某些情况下，您可能为了加快访问Resource实例的过程采取双重检查

public class LazyInit {

    public static Resource resource;

    public static Resource getResource() {
        if (resource == null) {
            synchronized (LazyInit.class){
                if (resource == null){
                    resource = new Resource();
                }
            }
        }
        return resource;
    }
}

如果已异步初始化，则检查Resource ，否则您将同步初始化它。

看起来很好，但它不如(2.安全的实现方式)。在这种情况下，一个线程可以看到Resource部分加载，这意味着它与null不同，但它却还没有完全构造。

JSR-133表示，Java保证最终字段在构造完成之前“冻结”。我们来看看Resource文件。

public class LazyInit {
    
    public final int FINAL_VALUE;
    public int value;
    
    public Resource(){
        FINAL_VALUE = 1;
        value = 1;
    }
}

从LazyInit.getResource（）方法检索Resource的一个线程实际上会获得部分对象：

... 
int aFinalValue = LazyInit.getResource（）。FINAL_VALUE //保证1 
int aValue = LazyInit.getResource（）。value //可以是0 
...

用于双重检查锁定的解决方案需要易失性类型的资源。建议不要将此解决方案用于静态字段.

public class LazyInit {

    private volatile Resource resource;

    public  Resource getResource() {
        Resource result = resource;
        if (result == null) {
            synchronized (this){
                result = resource;
                if (result == null){
                    resource = new Resource();
                }
            }
        }
        return resource;
    }
}

易失性保证字段在所有线程中返回最新值并在写入时锁定它。请注意，我们将volatile值分配给普通变量，因此在检查时不知道它就不会改变, 所以将它赋值给一个临时变量。

4. 最快速初始化方式

public class EagerInit {

    private static Resource resource = new Resource();

    public static   Resource getResource() {
        return resource;
    }
}

最终字段不仅承诺在构造完成之前被“冻结”，而且静态字段也必须在构造函数触发之前初始化。

该示例保证在使用resource之前实例化Resource.

上面的示例是线程安全的，但它是由JVM立即初始化的，并不是我们想要的。我们可以使用这些知识，但这并不是我们想要的。

5. Bill Pugh Singleton(单列模式)

事实证明，JVM对内部静态类的处理方式不同。它们保持隐藏，直到实际使用时才初始化实例对象。这个小信息驱使我们进入线程安全单例初始化的下一个例子

public class LazyInit {

    private static class Holder{
        public static Resource resource = new Resource();
    }
    
    public static Resource getResource(){
        return Holder.resource;
    }
}

这是Java中最推荐的延迟初始化方法。超级简单，超级安全。