java双重检查锁问题怎么解决

双重检查锁由来

首先我们来看一下非线程安全的初始化单例模式

	public class UnsafeLazyInitialization {
		private static UnsafeLazyInitialization instance;

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

在 UnsafeLazyInitialization 类中，假设线程A执行到代码1的时候，线程B执行到代码2, 这时候线程A 可能 看到 instance 引用对象还没有完成初始化。

对于 UnsafeLazyInitialization 类，我们可以对getInstance（）方法做同步处理来实现来实现线程安全的延迟初始化，示例代码如下：

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

由于上述代码对getInstance（）方法做了同步处理，这样可能导致同步程序开销加大。 如果getInstance（）被多个线程频繁调用，将会导致程序执行性能降低，反之如果不是被多个线程调用，那个这个getInstance（）方法的延迟初始化方法将影响性能。

JVM 1.6之前 synchronized是重量级锁，所以很耗费性能，所以人们想到了一个种双重校验锁（Dobule-check Locking）的方案来提高性能，示例代码如下：

	public class DoubleCheckedLocking {                                 //1、
		private static Instance instance;                               //2、
		public static Instance getInstance(){                          //3、
			if(instance == null){                                      //4、第一次检查
				synchronized (DoubleCheckedLocking.class){              //5、枷锁
					if(instance == null){                                //6、第二次检查
						instance = new Instance();                       //7、问题的根源在这里
					}                                                    //8、
				}
			}
			return instance;
		}
	}

如上代码所示：如果 步骤4、第一次检查instance不为null，则就不需要执行下面的加锁操作，大大降低了synchronized 锁带来的性能问题。上面代码看起来没有任何问题。 1、多个线程视图去创建新对象的时候，通过synchronized关键字可以保证只有一个线程创建对象成功。

2、如果instance 实例对象已经被创建，则直接通过getInstatnce()方法获取对象实例。

上面双重校验锁问题

上面代码看上去很完美，但是当执行步骤4的时候，instatnce！=null 的时候，instatnce 的引用对象有可能还没有完成初始化。

问题的根源

上面代码我们执行到步骤7的时候，instance = new Instance(); ，创建了一个对象，这个创建对象的步骤可以分为三步，如下：

	memory = allocate()  //1.分配内存空间memory
	ctorInstance(memory) //2, 初始化对象在内存 分配内存空间memory上初始化 Singleton 对象
	instance = memory //3、设置 instance 指向刚分配的内存地址memory

上面三行代码 2和3可能发生重排序，在（JTI编译器上，这种重排序是真是发生的） 步骤2和步骤3发生重排序后执行顺序

	memory = allocate()  //1.分配内存空间memory
	instance = memory //3、设置 instance 指向刚分配的内存地址memory
									// 注意此时instance对象还没有被初始化，但是instance的引用已经不是null了。
	ctorInstance(memory) //2, 初始化对象在内存 分配内存空间memory上初始化 Singleton 对象

下面看一下多线程执行顺序

上述代码第7行instance = new Instance(); 如果A线程发生指令重排序（2,3），那么另一个线程B有可能在4行代码判断 instance 不为空。线程B接下来访问instance的引用对象，但是instance对象有可能还没被A初始化完成。此时线程B可能访问一个没有初始化完成的对象，导致报空指针错误。

问题解决

1、不允许2、3进行指令重排。 2、允许2、3进行重排序，但是不允许其它线程看到重排序

基于volatile 的解决方案

基于上面代码只需要在instance声明时加上volatile关键字就可以，如下代码

	public class DoubleCheckedLocking {                                 //1、
		private static volatile Instance instance;                               //2、
		public static Instance getInstance(){                          //3、
			if(instance == null){                                      //4、第一次检查
				synchronized (DoubleCheckedLocking.class){              //5、枷锁
					if(instance == null){                                //6、第二次检查
						instance = new Instance();                       //7、问题的根源在这里
					}                                                    //8、
				}
			}
			return instance;
		}
	}

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