设计模式中的单例问题：双重检查锁定实现

原创今天药忘吃喽~ 2024-11-08 18:27 3阅读 0赞

在设计模式中，单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，其目的是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在多线程环境中，实现单例模式需要特别注意线程安全问题。双重检查锁定（Double-Checked Locking）是一种在多线程环境中实现单例模式的常见方法，它旨在减少获取锁的开销。

以下是使用双重检查锁定实现单例模式的一个简单示例（Java语言）：

```javapublic class Singleton {
// 使用volatile关键字确保多线程环境下的可见性和禁止指令重排 private static volatile Singleton instance;

//私有化构造函数，防止外部通过new创建实例 private Singleton() {
 }

// 提供一个全局访问点 public static Singleton getInstance() {
// 第一次检查，避免不必要的锁定if (instance == null) {
//同步块，确保只有一个线程可以进入 synchronized (Singleton.class) {
// 第二次检查，避免重复创建实例if (instance == null) {
 instance = new Singleton();
 }
 }
 }
 return instance;
 }
}
```在这个实现中，`instance`变量被声明为 `volatile`，这是非常重要的，因为它确保了当 `instance`变量被初始化时，多个线程都能看到这个变化，并且防止了指令重排（即编译器或处理器优化代码时改变指令顺序）。

双重检查锁定的步骤如下：

1. **第一次检查**：在同步块外部检查 `instance` 是否已经被初始化。如果已经被初始化，则直接返回实例，这样可以减少获取锁的开销。

2. **同步块**：如果 `instance`还没有被初始化，则进入同步块。在这个同步块中，我们再次检查 `instance` 是否为 `null`。这是为了防止多个线程同时进入同步块并创建多个实例。

3. **第二次检查**：在同步块内部再次检查 `instance` 是否为 `null`。如果为 `null`，则创建一个新的实例。

4. **返回实例**：返回 `instance` 实例。

使用双重检查锁定的好处是，它只在实例尚未创建时才进行同步，一旦实例被创建，后续的 `getInstance()`调用就不需要同步了，这样可以提高性能。但是，正确实现双重检查锁定需要特别注意 `volatile` 关键字的使用，以确保线程安全。