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单例模式-双重校验锁

时间:2021-05-26 21:27:35      阅读:23      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

单例设计模式代码如下所示:

package com.springboot.study.tests;

/**
 * @Author: guodong
 * @Date: 2021/5/26 16:00
 * @Version: 1.0
 * @Description:
 */
public class SingleTonTest {

    //volatile防止指令重排序,内存可见(缓存中的变化及时刷到主存,并且其他的内存失效,必须从主存获取)
    public static volatile SingleTonTest doubleLock = null;

    private SingleTonTest(){
        //构造器必须私有  不然直接new就可以创建
    }

    public static SingleTonTest getInstance(){
        //第一次判断,假设会有好多线程,如果doubleLock没有被实例化,那么就会到下一步获取锁,只有一个能获取到,
        //如果已经实例化,那么直接返回了,减少除了初始化时之外的所有锁获取等待过程
        if(doubleLock == null){
            synchronized (SingleTonTest.class){
                //第二次判断是因为假设有两个线程A、B,两个同时通过了第一个if,然后A获取了锁,进入然后判断doubleLock是null,他就实例化了doubleLock,然后他出了锁,
                //这时候线程B经过等待A释放的锁,B获取锁了,如果没有第二个判断,那么他还是会去new DoubleLock(),再创建一个实例,所以为了防止这种情况,需要第二次判断
                if(doubleLock == null){
                    //下面这句代码其实分为三步:
                    //1.开辟内存分配给这个对象
                    //2.初始化对象
                    //3.将内存地址赋给虚拟机栈内存中的doubleLock变量
                    //注意上面这三步,第2步和第3步的顺序是随机的,这是计算机指令重排序的问题
                    //假设有两个线程,其中一个线程执行下面这行代码,如果第三步先执行了,就会把没有初始化的内存赋值给doubleLock
                    //然后恰好这时候有另一个线程执行了第一个判断if(doubleLock == null),然后就会发现doubleLock指向了一个内存地址
                    //这另一个线程就直接返回了这个没有初始化的内存,所以要防止第2步和第3步重排序
                    doubleLock = new SingleTonTest();
                }
            }
        }
        return doubleLock;
    }


    public static void main(String[]args){
        for(int i=0;i<200;i++){
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":"+SingleTonTest.getInstance().hashCode());
                }
            }).start();
        }
    }


}

注意事项:
问题:为什么需要两次判断if(singleTon==null)?
分析:第一次校验:由于单例模式只需要创建一次实例,如果后面再次调用getInstance方法时,则直接返回之前创建的实例,因此大部分时间不需要执行同步方法里面的代码,大大提高了性能。如果不加第一次校验的话,那跟上面的懒汉模式没什么区别,每次都要去竞争锁。
第二次校验:如果没有第二次校验,假设线程t1执行了第一次校验后,判断为null,这时t2也获取了CPU执行权,也执行了第一次校验,判断也为null。接下来t2获得锁,创建实例。这时t1又获得CPU执行权,由于之前已经进行了第一次校验,结果为null(不会再次判断),获得锁后,直接创建实例。结果就会导致创建多个实例。所以需要在同步代码里面进行第二次校验,如果实例为空,则进行创建。
需要注意的是,private static volatile SingleTon3 singleTon=null;需要加volatile关键字,否则会出现错误。问题的原因在于JVM指令重排优化的存在。在某个线程创建单例对象时,在构造方法被调用之前,就为该对象分配了内存空间并将对象的字段设置为默认值。此时就可以将分配的内存地址赋值给instance字段了,然而该对象可能还没有初始化。若紧接着另外一个线程来调用getInstance,取到的就是状态不正确的对象,程序就会出错。
(4)静态内部类:同样也是利用了类的加载机制,它与饿汉模式不同的是,它是在内部类里面去创建对象实例。这样的话,只要应用中不使用内部类,JVM就不会去加载这个单例类,也就不会创建单例对象,从而实现懒汉式的延迟加载。也就是说这种方式可以同时保证延迟加载和线程安全。

单例模式-双重校验锁

原文:https://www.cnblogs.com/jelly12345/p/14813854.html

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