Java开发-面试题-0047-单例模式中为什么要使用双重检验锁

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代码

双重检验锁保证的单例模式代码如下：

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance; // volatile防止指令重排序

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) { // 第一次检查（无同步）
            synchronized (Singleton.class) { // 同步块
                if (instance == null) { // 第二次检查（同步后）
                    instance = new Singleton(); // 初始化
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

双重检验锁（Double-Checked Locking），主要用于在多线程环境下保证线程安全的单例初始化，同时优化性能。它的核心目标是确保以下两点：

1. 线程安全

• 避免多线程并发创建多个实例：在单例模式中，如果没有正确的同步机制，多个线程可能同时通过if (instance == null)判断，导致创建多个实例。双重检验锁通过同步块（如synchronized）保证同一时间只有一个线程进入创建实例的代码块。

2. 性能优化

• 减少不必要的同步开销：第一次检查（if (instance == null)）在同步块外执行，避免每次访问单例时都进行同步。只有当实例未创建时，才进入同步块进行第二次检查和初始化。

关键点解析

• 双重检验的必要性：
  • 第一次检查：快速返回已创建的实例，避免不必要的同步。
  • 第二次检查：确保在同步块内只有第一个线程能创建实例，后续线程不会重复创建。
• volatile关键字：
  • 防止 JVM 指令重排序。若未使用volatile，可能出现实例未完全初始化就被其他线程使用的情况。

适用场景

• 懒加载单例：实例初始化成本高，需延迟到首次使用时创建。
• 多线程环境：需要线程安全且追求高性能的场景。

总结

双重检验锁通过 “先检查后同步” 的策略，在保证线程安全的同时减少了同步带来的性能损耗，是平衡线程安全与性能的经典解决方案。

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