单例模式

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一开始，我们写的单例模式是这样的。

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public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

但是，这种方式有一个问题，就是无法解决多线程问题。

于是，对方法加锁：

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public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance==null){  //lineA
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

这样，就解决了并发的问题。

但是，在每次调用方法我们都需要加锁，加锁实际上性能会变低，实际上调用方法只会出现一次instance==null，以后的每一次调用都是直接返回instance对象。

因此，可以将if判断语句提取出来。

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public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null) { //lineA
            synchronized (this) {
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

但是，这样还是有问题，假设线程A执行完了lineA进入同步语句，但还并没有创建实例，此时线程B也执行到了lineA，但是instance==null，还是会重复创建实例。

于是，采用DCL解决，在同步语句块内部再进行一次if判断。

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public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null) {
            synchronized (this) {
                if(instance==null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

那么，这样就没有问题了吗？

并不是，因为new Singleton()这个语句实际上它并不是一个原子操作。

它有三条指令构成：

  • 1.在堆中开辟一块内存（new）

  • 2.调用对象的构造函数对内存进行初始化（invokespecial）

  • 3.最后将引用赋值给变量（astore），这一句instance就赋值了。

所以，因为重排序的存在，CPU有可能产生指令重排序，比如1-3-2，这样的话，另一个线程可能在对象还没有初始化的时候就拿走了instance，造成问题。

于是，我们可以加上volatile，禁止指令重排序。

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public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance = null;
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null) {
            synchronized (this) {
                if(instance==null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

单例模式