本文旨在作学习记录,内容源自JavaGuide,作者在此基础上进行补充说明、整理论述,使其能以一种更为逻辑地清晰地方式表达出“请你说一下双重校验锁实现对象单例”的理解,更多适应于java面试回答,亦可作对双重校验锁实现对象单例的简要了解。
一、什么是对象单例
一般的,一个类可以 new 多个对象实例 ,但单例模式下,该类只能 new 一个对象实例,不管调用多少次构造方法,新建的对象总是唯一的,即单例。
二、代码实现
public class Singleton {
//volatile关键字修饰该对象,禁止指令重排
private volatile static Singleton uniqueInstance;
private Singleton() {//私有化构造方法
}
public static Singleton getUniqueInstance() {
//先判断对象是否已经实例过,没有实例化过才进入加锁代码,
//加锁会增加开销,第一次简单的判断(不加锁)能提高执行效率
if (uniqueInstance == null) {
//类对象加锁
synchronized (Singleton.class) {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
}
三、源码分析
从上至下进行逐步分析:
①.volatile关键字修饰该类唯一静态变量。volatile关键字有两个作用,一是保证可见性(这里暂无体现),即其他线程在任何时刻访问到的都是该变量的最新值;二是禁止指令重排,如下:
关于 uniqueInstance = new Singleton(),
这段代码其实是分为三步执行:1.为
uniqueInstance
分配内存空间2.初始化
uniqueInstance
3.
将 对象引用uniqueInstance
指向分配的内存地址但是由于 JVM 具有指令重排的特性,执行顺序有可能变成 1->3->2。指令重排在单线程环境下不会出现问题,但是在多线程环境下会导致一个线程获得还没有初始化的实例。例如,线程 T1 执行了 1 和 3,此时 T2 调用
getUniqueInstance
() 后发现uniqueInstance
不为空,因此返回uniqueInstance
,但此时uniqueInstance
还未被初始化。使用volatile
可以禁止 JVM 的指令重排,保证在多线程环境下也能正常运行
②.构造方法私有化。确保获取该类的唯一对象实例仅能通过get方法获取。
③.get方法中的两个if判断。因为进入synchronized同步块实现对类加锁会增加锁开销,所以第一个简单的 if 判断(不加锁)能提高执行效率。当对象引用指向空时,进而需要第二次判断,在此之前,线程需要先获取该类的锁,然后再进入第二次if判断,此时至多只有一个线程可以创建该类对象,保证了线程安全。
至此,该类创建的对象都是唯一确定的。