系列文章目录

---

---

前言

前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站，通俗易懂，风趣幽默，忍不住分享一下给大家。点击跳转到网站，这篇文章男女通用，看懂了就去分享给你的码吧。

---

双重检查锁（Double-Check Locking）,顾名思义,通过两次检查,并基于加锁机制,实现某个功能。

在实现单例模式时，如果未考虑多线程的情况，就容易写出下面的getInstance1()错误代码：

public class Singleton {
    private static volatile Singleton INSTANCE = null;
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton getInstance1() {
        // 此处如果有多个执行流同时进入，会造成多次初始化
        if (null == INSTANCE) {
            INSTANCE = new Singleton();
        }
        return INSTANCE;
    }
    public synchronized Singleton getInstance2() {
        if (null == INSTANCE) {
            INSTANCE = new Singleton();
        }
        return INSTANCE;
    }
    public static Singleton getInstance3() {
        // 第1次，一般性检查，但是有并发隐患：可能有多执行流同时进入改处
        if (null == INSTANCE) {
            synchronized(Singleton.class) {
                // 此处第2次检查，为了防止后续多执行流并发时，后续获取同步锁的执行流，不会再次初始化Singleton对象
                if (null == INSTANCE) {
                    INSTANCE = new Singleton();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }
}

上述代码getInstance1()中，对单例对象INSTANCE进行判空检查，如果为null，则进行初始化。

这一步在单执行流的逻辑上是没有问题的。但是当多个执行流同时运行到此处时，如果执行流a正在初始化Singleton对象，还没返回其引用，就被调度出去了，此时执行流b也会进入此处，再次对Singleton对象进行初始化。如此一来，JVM中就会存在多个Singleton实例。

对于方法getInstance2()中，这样虽然解决了问题，但是因为用到了synchronized，会导致很大的性能开销，并且加锁其实只需要在第一次初始化的时候用到，之后的调用都没必要再进行加锁。

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。

如上getInstance3()中，第1次检查，用来判断是否需要对Singleton进行初始化；如果是，则先加同步锁（此时可能有多个执行流都运行到改处）；获得锁之后，第2次检查Singleton对象是否已被其他并发的执行流初始化了（这个null判空检查有隐患，后续阐明）；如果两次检查都通过，则表明当前执行流，是第一个进入临界区的，因此可以担负对Singleton对象初始化的责任。由于同步加锁及第2次检查的存在，后续其他的执行流，即使同时进入临界区外等待，也不会出现对Singleton对象多次初始化的问题。

由于对象初始化的过程并不是原子的指令，无法在单个指令周期完成，又Java编译器对指令重排序优化的存在，对象初始化的操作流程会发生变化。

原始流程：

op1:分配内存空间

op2:初始化对象

op3:将对象的引用，指向分配的内存

指令重排序优化之后的流程：

op1:分配内存空间

op2:将对象的引用，指向分配的内存

op3:初始化对象

由于对象初始化流程的非原子性，当前执行流很可能在新流程的op2->op3这一步被调度出去，进而导致JVM中存在着一个已开辟内存空间、但是未初始化的Singleton实例。如果此时，其他调度进来的执行流使用了这个残缺的Singleton实例，很有可能因为数据异常引发运行时错误。

为此，我们需要一个机制，来阻止编译器对指令的重排序——这就是关键字 volatile。

加了 volatile 关键字的变量，编译器不会对其初始化指令进行重排序优化。因此就避免了上述的问题发生。

private static volatile Singleton INSTANCE = null;