Java双重检查加锁单例模式的详解双重检查加锁单例模式的详解
今天小编就为大家分享一篇关于Java双重检查加锁单例模式的详解,小编觉得内容挺不错的,现在分享给大
家,具有很好的参考价值,需要的朋友一起跟随小编来看看吧
什么是什么是DCL
DCL(Double-checked locking)被设计成支持延迟加载,当一个对象直到真正需要时才实例化:
class SomeClass {
private Resource resource = null;
public Resource getResource() {
if (resource == null)
resource = new Resource();
return resource;
}
}
为什么需要推迟初始化?可能创建对象是一个昂贵的操作,有时在已知的运行中可能根本就不会去调用它,这种情况下能避免
创建一个不需要的对象。延迟初始化能让程序启动更快。但是在多线程环境下,可能会被初始化两次,所以需要把
getResource()方法声明为synchronized。不幸的是,synchronized方法比非synchronized方法慢100倍左右,延迟初始化的初
衷是为了提高效率,但是加上synchronized后,提高了启动速度,却大幅下降了执行时速度,这看起来并不是一桩好买卖。
DCL看起来是最好的:
class SomeClass {
private Resource resource = null;
public Resource getResource() {
if (resource == null) {
synchronized(this) {
if (resource == null)
resource = new Resource();
}
}
return resource;
}
}
延迟了初始化,又避免了竞态条件。看起来是一个聪明的优化--但它却不能保证正常工作。为提高计算机系统性能,编译
器、处理器、缓存会对程序指令和数据进行重排序,而对象初始化操作并不是一个原子操作(可能会被重排序);因此可能存
在这种情况:一个线程正在构造对象过程中,另一个线程检查时看见了resource的引用为非null。对象被非安全发布(逸
出)。
根据Java内存模型,synchronized的语义不仅仅是在同一个信号上的互斥(mutex),也包含线程和主存之间数据交互的同步,
它确保在多处理器、多线程下对内存能有可预见的一致性视图。获取或释放锁会触发一次内存屏障(memory barrier)--强
迫线程本地内存和主存同步。当一个线程退出一个synchronized block时,触发一次写屏障(write barrier )--在释放锁前
必须把所有在这个同步块里修改过的变量值刷新到主存;同样,进入一个synchronized block时,触发一次读屏障(read
barrier)--让本地内存失效,必须从主存中重新获取在这个同步块中将要引用的所有变量的值。正确使用同步能保证一个线
程能以可预见的方式看到另一个线程的结果,线程对同步块的操作就像是原子的。“正确使用”的含义是:必须是在同一个锁上
同步。
DCL是怎么失效的是怎么失效的
了解了JMM后,再来看看DCL是怎么失效的。DCL依赖于一个非同步的resource字段,看起来无害,实则不然。假如线程A进
入了synchronized block,正在执行resource = new Resource();此时线程B进入 getResource()。考虑到对象初始化在内存上
的影响:为new对象分配内存;调用构造方法,初始化对象的成员变量;把新创建好对象的引用赋值给SomeClass的resource
字段。然而线程B没有进入synchronized block,却可能以不同于线程A执行的顺序看到上述内存操作。B看到的可能是如下顺
序(指令重排序):分配内存,把对象引用赋值给SomeClass的resource字段,调用构造器。当内存已经分配好,A线程把
SomeClass的resource字段设值完成后,线程B进入检查发现resource不是null,跳过synchronized block返回一个未构造完成
的对象!显而易见,结果不是预期的也不是想要的。
下面代码是一个试图修复DCL的加强版,遗憾的是它仍然不能保证正常工作。
// (Still) Broken multithreaded version
// "Double-Checked Locking" idiom
class Foo {
private Helper helper = null;
public Helper getHelper() {
if (helper == null) {
Helper h;
synchronized (this) {
h = helper;
if (h == null)
synchronized (this) {
h = new Helper();