java中的双重检查锁，为什么会用到volatile关键字？

悠悠 2024-03-23 18:24 97阅读 0赞

双重检查锁(Double-Checked Locking)是一种常见的用于实现线程安全单例模式的技术，它的目标是在保证线程安全的前提下，尽可能地减少锁的使用，从而提高程序的性能。

#### 使用双重检查锁实现单例模式： ####

public class Singleton {
        // 声明一个volatile类型的静态变量，保证多线程环境下对其可见性
        private static volatile Singleton instance;
    
        // 私有化构造方法，保证外部不能通过构造方法创建实例对象
        private Singleton() {}
    
        // 静态方法获取单例实例
        public static Singleton getInstance() {
            // 判断实例是否为null，如果为null则进入同步代码块（第一次检查）
            if (instance == null) {
                // 使用类级别的锁，保证同一时间只有一个线程进入同步代码块
                synchronized (Singleton.class) {
                    // 第二次检查实例是否为null，因为可能有多个线程同时进入上一个if语句块
                    if (instance == null) {
                        // 创建实例对象并赋值给instance变量
                        instance = new Singleton();
                    }
                }
            }
            // 返回单例实例
            return instance;
        }
    }

#### **为什么instance要声明为volatile类型？** ####

事实上，对于示例中17行的代码 instance=new Singleton(); 创建了一个对象。这一 行代码可以分解为如下的3行伪代码

memory = allocate(); // 1：分配对象的内存空间
    ctorInstance(memory); // 2：初始化对象
    instance = memory; // 3：设置instance指向刚分配的内存地址

上面3行伪代码中的2和3之间，可能会被重排序。2和3之间重排序之后的执行时序如下。

memory = allocate(); // 1：分配对象的内存空间
    instance = memory; // 3：设置instance指向刚分配的内存地址。注意，此时对象还没有被初始化！
    ctorInstance(memory); // 2：初始化对象

如果发生重排序，另一个并发执行的线程B就有可能在第4行判断instance不为null。线程B接下来将访问instance所引用的对象，但此时这个对象可能还没有被A线程初始化。

instance要声明为volatile本质上是通过禁止2和3之间的重排序，来保证线程安全的延迟初始化。