java雙重檢查鎖問題如何解決

今天小編給大家分享一下java雙重檢查鎖問題如何解決的相關知識點，內容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

雙重檢查鎖由來

首先我們來看一下非線程安全的初始化單例模式

	public class UnsafeLazyInitialization {
		private static UnsafeLazyInitialization instance;

		public static UnsafeLazyInitialization getInstance(){
			if(instance == null){                           //1:  線程A執行
				instance = new UnsafeLazyInitialization();  //2： 線程B執行
			}
			return instance;
		}
	}

在 UnsafeLazyInitialization 類中，假設線程A執行到代碼1的時候，線程B執行到代碼2, 這時候線程A 可能 看到 instance 引用對象還沒有完成初始化。

對于 UnsafeLazyInitialization 類，我們可以對getInstance（）方法做同步處理來實現來實現線程安全的延遲初始化，示例代碼如下：

	public static synchronized  UnsafeLazyInitialization getInstance(){
			if(instance == null){                           //1:  線程A執行
				instance = new UnsafeLazyInitialization();  //2： 線程B執行
			}
			return instance;
		}
	}

由于上述代碼對getInstance（）方法做了同步處理，這樣可能導致同步程序開銷加大。 如果getInstance（）被多個線程頻繁調用，將會導致程序執行性能降低，反之如果不是被多個線程調用，那個這個getInstance（）方法的延遲初始化方法將影響性能。

JVM 1.6之前 synchronized是重量級鎖，所以很耗費性能，所以人們想到了一個種雙重校驗鎖（Dobule-check Locking）的方案來提高性能，示例代碼如下：

	public class DoubleCheckedLocking {                                 //1、
		private static Instance instance;                               //2、
		public static Instance getInstance(){                          //3、
			if(instance == null){                                      //4、第一次檢查
				synchronized (DoubleCheckedLocking.class){              //5、枷鎖
					if(instance == null){                                //6、第二次檢查
						instance = new Instance();                       //7、問題的根源在這里
					}                                                    //8、
				}
			}
			return instance;
		}
	}

如上代碼所示：如果 步驟4、第一次檢查instance不為null，則就不需要執行下面的加鎖操作，大大降低了synchronized 鎖帶來的性能問題。上面代碼看起來沒有任何問題。 1、多個線程視圖去創建新對象的時候，通過synchronized關鍵字可以保證只有一個線程創建對象成功。

2、如果instance 實例對象已經被創建，則直接通過getInstatnce()方法獲取對象實例。

上面雙重校驗鎖問題

上面代碼看上去很完美，但是當執行步驟4的時候，instatnce！=null 的時候，instatnce 的引用對象有可能還沒有完成初始化。

問題的根源

上面代碼我們執行到步驟7的時候，instance = new Instance(); ，創建了一個對象，這個創建對象的步驟可以分為三步，如下：

	memory = allocate()  //1.分配內存空間memory
	ctorInstance(memory) //2, 初始化對象在內存 分配內存空間memory上初始化 Singleton 對象
	instance = memory //3、設置 instance 指向剛分配的內存地址memory

上面三行代碼 2和3可能發生重排序，在（JTI編譯器上，這種重排序是真是發生的） 步驟2和步驟3發生重排序后執行順序

	memory = allocate()  //1.分配內存空間memory
	instance = memory //3、設置 instance 指向剛分配的內存地址memory
									// 注意此時instance對象還沒有被初始化，但是instance的引用已經不是null了。
	ctorInstance(memory) //2, 初始化對象在內存 分配內存空間memory上初始化 Singleton 對象

下面看一下多線程執行順序

上述代碼第7行instance = new Instance(); 如果A線程發生指令重排序（2,3），那么另一個線程B有可能在4行代碼判斷 instance 不為空。線程B接下來訪問instance的引用對象，但是instance對象有可能還沒被A初始化完成。此時線程B可能訪問一個沒有初始化完成的對象，導致報空指針錯誤。

問題解決

1、不允許2、3進行指令重排。 2、允許2、3進行重排序，但是不允許其它線程看到重排序

基于volatile 的解決方案

基于上面代碼只需要在instance聲明時加上volatile關鍵字就可以，如下代碼

	public class DoubleCheckedLocking {                                 //1、
		private static volatile Instance instance;                               //2、
		public static Instance getInstance(){                          //3、
			if(instance == null){                                      //4、第一次檢查
				synchronized (DoubleCheckedLocking.class){              //5、枷鎖
					if(instance == null){                                //6、第二次檢查
						instance = new Instance();                       //7、問題的根源在這里
					}                                                    //8、
				}
			}
			return instance;
		}
	}

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