Java 单例模式的线程安全实现

时间 2019-11-10

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先看一下通常的实现方式安全

public class lazySingleton {
	private static lazySingleton m_instance=null;
	private lazySingleton() {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		System.out.println("构造函数");
	}
	public static lazySingleton getInstance(){
		if(m_instance==null){//b
			synchronized (lazySingleton.class) {
				if(m_instance==null){
					m_instance=new lazySingleton(); //a
				}
			}
		}
		return m_instance;//c
	}
	public void print(){
		System.out.println("print");
	}
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		lazySingleton.getInstance().print();
	}
}

这种实现方式，在单线程模式下彻底没有问题。但在多线程模式下，则可能引起报错。缘由以下：多线程

m_instance=new lazySingleton();语句编译以后实际上是包含两条指令，new lazySingleton()指令和给m_instance赋值。因为编译时或CPU执行时指令重排序，可能存在先给m_instance赋值，后初始化对象的状况。这时，就出现一种状况，m_instance值不为null，可是m_instance对象尚未实例化完成。
当线程A执行到a处时，m_instance值不为null，可是m_instance对象尚未实例化完成。线程B因为m_instance值不为null，从b出到c处返回m_instance对象。
当线程B调用m_instance的方法时，将引起对象还没有初始化错误。

解决：针对引起问题的主要缘由1和2，分别提出解决的办法。函数

方法一：private static volatile lazySingleton m_instance=null;在m_instance前添加volatile 关键字，提醒编译器和运行时环境，在volatile变量上的操做不能与其它操做重排序，从而避免后续问题产生。线程
方法二：在getInstance方法前添加synchronized 同步锁，保证同时只会有一个线程getInstance方法，也就保证了在A线程返回m_instance以前，其余线程都是阻塞状态。也就不会出现m_instance值不为null，可是m_instance对象尚未实例化完成的状况。code

除了以上两种方法，还有一种简单安全还可靠的方法，那就是依赖JVM的静态类的静态属性实现单例模式。以下对象

public class Singleton { 
  static class SingletonHolder { 
    static Singleton instance = new Singleton(); 
  } 
    
  public static Singleton getInstance(){ 
    return SingletonHolder.instance; 
  } 
}

此种写法利用了类加载器的加载原理，每一个类只会被加载一次，这样单例对象在其内部静态类被加载的时候生成，并且此过程是线程安全的。排序