java线程安全(单例模式)(转载)

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单例模式?多么简单!也许吧,可是要通过简单的现象,看到问题的本质,就比较难,知其然而不知其所以然,这种态度不好。

一:看看最简单的

1 public class SingleInstance{  
2   private static  instance=new SinleInstance();  
3   
4   public static SingleInstance getInstance(){  
5    return instance;  
6   }  
7 }

这个很明了,也确实会返回唯一的实例,但是如果我永远都不会用到SingleInstance.getInstance(),instance这个对象却一直存在,占用了内存空间,浪费。

二:那就不先实例化

 1 public class SingleInstance{  
 2   private static  SingleInstance instance;  
 3   
 4   public static  SingleInstance getInstance(){  
 5    if(instance==null){  
 6       instance=new SingleInstance();  
 7    }  
 8    return instance;  
 9   }  
10 } 

表面上,这个似乎是可行的。但是很显然,在多线程并发环境中,可能会创建两个instance,也有可能一个线程拿到的instance是一个不完整的实例。

三:好吧,那我加上同步总可以吧

 1 public class SingleInstance{  
 2   private static  SingleInstance instance;  
 3   
 4   public static synchronized SingleInstance getInstance(){  
 5    if(instance==null){  
 6       instance=new SingleInstance();  
 7    }  
 8    return instance;  
 9   }  
10 }

这个虽然不会有内存上的浪费,但是有同步锁住了整个class,会降低系统的性能。按照数据结构的说法,就是一个提高了空间复杂度,一个提高了时间复杂度。

四:最佳实践

比较好的做法  

1 public class SingleInstance {  
2     private static class InstanceHolder {  
3         public static final SingleInstance instance = new SingleInstance();  
4     }  
5   
6     public static SingleInstance getInstance() {  
7         return InstanceHolder.instance;  
8     }  
9 }

这种Holder做法保证了实例在用到的时候才会创建,而且创建的实例肯定是唯一的。


五:所谓的DCL 
下面这种做法是广为流传的所谓DCL(双重检查锁定)做法,这是没有正确理解java内存模型造成的,只保证了创建实例的原子性,而没有解决共享资源的可见性。

 1 public class SingleInstance{  
 2   private static  SingleInstance instance;  
 3   
 4   public static  SingleInstance getInstance(){  
 5    if(instance==null){  
 6        synchronized(SingleInstance.class){  
 7            if(instance==null){  
 8                instance=new SingleInstance();  
 9            }  
10        }  
11    }  
12    return instance;  
13   }  
14 }

表面上看,这个似乎确实没有什么问题呢,其实还是有问题的,虽然概率比较小,要深刻的理解为什么,必须要对java内存模型比较熟悉。对于instance的创建,某个时刻某个线程拿到了同步锁,将instance创建了,并且及时写回了主存。但是对于另一个线程而言,它不能及时“看到”instance变量的最新值。它的instance可能是工作内存里的而不是主内存里的,甚至更为糟糕的情况是,instance是主内存的,可它的某些属性是工作内存的,这会导致程序发生莫名其妙不可捉摸的错误。在平台级框架里,这会造成系统在高并发环境下不稳定,甚至造成致命的错误 。

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