单例模式的线程安全问题详解

单例模式的作用就是保证类只有一个实例对象。
分为懒汉式和饿汉式,听名字就能知道个大概了,直接贴代码。

懒汉式:

/**
 * 懒汉代理模式
 */
public class Singleton {

    //私有构造方法
    private Singleton() {

    }

    // 单例对象
    private static Singleton singleton = null;

    public Singleton getSingleton() {
        if (null == singleton) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

线程安全问题: 如果有两个线程,同一时刻拿到单例对象,要去静态工厂办法访问,由于工厂办法没有锁,那么很有可能这两个线程最终会拿到两个实例。

饿汉式:

/**
 * 饿汉式代理模式
 */
public class Singleton2 {

    // 私有构造函数
    private Singleton2() {

    }

    // 单例对象
    private static Singleton2 singleton2 = new Singleton2();

    // 静态的工厂方法
    public static Singleton2 getInstance() {
        return singleton2;
    }
}

饿汉式和懒汉式相比,是线程安全的,缺点是比较耗费内存,应用一加载就会直接放到堆中。

线程安全的饿汉式:

public class Singleton3 {

    // 私有构造函数
    private Singleton3() {

    }

    // 单例对象 volatile + 双重检测机制 -> 禁止指令重排
    private volatile static Singleton3 singleton3 = null;

    // 静态的工厂方法
    public static Singleton3 getInstance() {
        if (singleton3 == null) { // 第一层检查,检查是否有引用指向对象,高并发情况下会有多个线程同时进入
            synchronized (Singleton3.class) { // 第一层锁,保证只有一个线程进入
            	//双重检查,防止多个线程同时进入第一层检查(因单例模式只允许存在一个对象,故在创建对象之前无引用指向对象,所有线程均可进入第一层检查)
                //当某一线程获得锁创建一个Singleton对象时,即已有引用指向对象,singleton不为空,从而保证只会创建一个对象
                //假设没有第二层检查,那么第一个线程创建完对象释放锁后,后面进入对象也会创建对象,会产生多个对象
                if (singleton3 == null) {
                //volatile关键字作用为禁止指令重排,保证返回Singleton对象一定在创建对象后
                    singleton3 = new Singleton3(); // A - 3
                }
            }
        }
        return singleton3;
    }
}

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