【转】Java中的双重检查锁（double checked locking）

 

关于双重检查锁，看到一篇挺好的文章，转来以备往后复习使用：

原文：Java中的双重检查锁（double checked locking）

 

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在实现单例模式时，若是未考虑多线程的状况，就容易写出下面的错误代码：

public class Singleton { private static Singleton uniqueSingleton; private Singleton() { } public Singleton getInstance() { if (null == uniqueSingleton) { uniqueSingleton = new Singleton(); } return uniqueSingleton; } }

 

在多线程的状况下，这样写可能会致使uniqueSingleton有多个实例。好比下面这种状况，考虑有两个线程同时调用getInstance()：

能够看到，uniqueSingleton被实例化了两次而且被不一样对象持有。彻底违背了单例的初衷。

 

加锁

出现这种状况，第一反应就是加锁，以下：

public class Singleton { private static Singleton uniqueSingleton; private Singleton() { } public synchronized Singleton getInstance() { if (null == uniqueSingleton) { uniqueSingleton = new Singleton(); } return uniqueSingleton; } }

这样虽然解决了问题，可是由于用到了synchronized，会致使很大的性能开销，而且加锁其实只须要在第一次初始化的时候用到，以后的调用都不必再进行加锁。

双重检查锁

双重检查锁（double checked locking）是对上述问题的一种优化。先判断对象是否已经被初始化，再决定要不要加锁。

错误的双重检查锁

public class Singleton { private static Singleton uniqueSingleton; private Singleton() { } public Singleton getInstance() { if (null == uniqueSingleton) { synchronized (Singleton.class) { if (null == uniqueSingleton) { uniqueSingleton = new Singleton();   // error
 } } } return uniqueSingleton; } }

 

若是这样写，运行顺序就成了：

1. 检查变量是否被初始化(不去得到锁)，若是已被初始化则当即返回。
2. 获取锁。
3. 再次检查变量是否已经被初始化，若是还没被初始化就初始化一个对象。

执行双重检查是由于，若是多个线程同时了经过了第一次检查，而且其中一个线程首先经过了第二次检查并实例化了对象，那么剩余经过了第一次检查的线程就不会再去实例化对象。

这样，除了初始化的时候会出现加锁的状况，后续的全部调用都会避免加锁而直接返回，解决了性能消耗的问题。

 

隐患

上述写法看似解决了问题，可是有个很大的隐患。实例化对象的那行代码（标记为error的那行），实际上能够分解成如下三个步骤：

1. 分配内存空间
2. 初始化对象
3. 将对象指向刚分配的内存空间

可是有些编译器为了性能的缘由，可能会将第二步和第三步进行重排序，顺序就成了：

1. 分配内存空间
2. 将对象指向刚分配的内存空间
3. 初始化对象

如今考虑重排序后，两个线程发生了如下调用：

 

 在这种状况下，T7时刻线程B对uniqueSingleton的访问，访问的是一个初始化未完成的对象。

 

正确的双重检查锁

public class Singleton { private volatile static Singleton uniqueSingleton; private Singleton() { } public Singleton getInstance() { if (null == uniqueSingleton) { synchronized (Singleton.class) { if (null == uniqueSingleton) { uniqueSingleton = new Singleton(); } } } return uniqueSingleton; } }

 

为了解决上述问题，须要在uniqueSingleton前加入关键字volatile。使用了volatile关键字后，重排序被禁止，全部的写（write）操做都将发生在读（read）操做以前。

 

还有，在知乎上也看到一个这样的回答：https://www.zhihu.com/question/35268028