Java并发(七):双重检验锁定DCL
双重检查锁定(Double Check Lock,DCL)
1、懒汉式单例模式,无法保证线程安全:
public class Singleton {
private static Singleton singleton; private Singleton() {
} public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {// 多个线程同时执行到此,会生成多个Singleton实例
singleton = new Singleton();
} return singleton;
}
}
2、同步处理,synchronized就会导致这个方法比较低效:
public class Singleton {
private static Singleton singleton; private Singleton() {} public static synchronized Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
} return singleton;
}
}
3、双重检查 DCL:
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
Integer a; private Singleton(){} public static Singleton getInstance(){
if(singleton == null){ // 1 只有singleton==null时才加锁,性能好
synchronized (Singleton.class){ //
if(singleton == null){ //
singleton = new Singleton(); //
}
}
}
return singleton;
}
}
但是,仍然有问题!!
创建对象过程:
(1)分配内存空间
(2)初始化对象
(3)将内存空间的地址赋值给对应的引用
(2)(3)会被处理器优化,发生重排序
举例:
A线程singleton = new Singleton()发生重排序,将分配的内存空间引用赋值给了静态属性singleton(即singleton != null),而对象还未初始化(即Integer a == null);
B线程此时调用getInstance()方法,因为singleton != null,直接返回singleton。当B线程使用singleton的a属性时就会空指针。
分析:
问题在于singleton = new Singleton()的重排序
(1)不允许初始化阶段步骤2 、3发生重排序。
(2)允许初始化阶段步骤2 、3发生重排序,但是不允许其他线程“看到”这个重排序。
解决:
1、利用volatile限制重排序
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;// 通过volatile关键字来确保安全 private Singleton(){} public static Singleton getInstance(){
if(singleton == null){
synchronized (Singleton.class){
if(singleton == null){
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
(1)分配内存空间
(2)初始化对象
(3)将内存空间的地址赋值给对应的引用
第(3)步 volatile修饰的变量singleton的写入操作,通过内存屏障限制的重排序 参考:Java并发(六):volatile的实现原理
2、利用类初始化
JVM会保证一个类的类构造器在多线程环境中被正确的加锁、同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的类构造器,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行方法完毕。
特别需要注意的是,在这种情形下,其他线程虽然会被阻塞,但如果执行初始化的那条线程退出后,其他线程在唤醒之后不会再次进入/执行初始化,因为在同一个类加载器下,一个类型只会被初始化一次。
public class Singleton {
private static class SingletonHolder{
public static Singleton singleton = new Singleton();
} public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.singleton;
}
}
参考资料:
【死磕Java并发】—–Java内存模型之从JMM角度分析DCL
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