为什么单例模式中需要加上volatile?

最新推荐文章于 2024-10-11 16:51:06 发布

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#java #多线程 #jvm

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本文深入探讨Java中单例模式的实现，并重点讲解volatile关键字如何防止指令重排导致的未初始化实例问题。

在这里插入图片描述

首先我们直接上一段代码

package com.demo.lc;

public class Singleton {

    public volatile static Singleton instance;//避免代码1位置的指令重排//3

    /**
     *
     * 代码1位置的指令重排实际上是分为三步
     * 1..memory = allocate() //分配内存
     * 2.. ctorInstanc(memory) //初始化对象
     * 3.. instance = memory //设置instance指向刚分配的地址
     * 假如因为指令重排导致执行的顺序变为了132
     * 那么假如a线程中执行完13之后,b线程到达代码2处.执行判断语句.发现instance指向的是一段地址因此直接不进入判断语句而是直接返回了一个没有初始化的空的对象
     *
     *
     */

    public static Singleton getSingleton(){
        if (instance == null){//2
            synchronized (Singleton.class){
                if (instance == null){
                    instance = new Singleton();//1
                }
            }
        }

        return instance;
    }
}

在代码2处的instance对象有一个修饰符volatile,volatile在这里的作用是避免指令重排.指令重排是什么呢,可以参考这篇文章.
我们来看一下如果没有加上volatile可能会发生什么问题:
假如有AB两个线程当A线程执行到代码1处的时候.这个语句不是一个原子操作.它实际上分为三个步骤
* 1…memory = allocate() //分配内存
* 2… ctorInstanc(memory) //初始化对象
* 3… instance = memory //设置instance指向刚分配的地址
如果发生了指令重排,使得执行顺序变成了132,当执行完13之后,instance指向了类型了instance但是内容为空的对象.
此时如果B线程执行到了代码2,因为instance不是null,程序会直接返回instance空的对象.所以我们加上了volatile避免了指令重排可以避免这样的情况发生.