先看一下一般的实现方式
public class lazySingleton { private static lazySingleton m_instance=null; private lazySingleton() { // TODO Auto-generated constructor stub System.out.println("构造函数"); } public static lazySingleton getInstance(){ if(m_instance==null){//b synchronized (lazySingleton.class) { if(m_instance==null){ m_instance=new lazySingleton(); //a } } } return m_instance;//c } public void print(){ System.out.println("print"); } public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub lazySingleton.getInstance().print(); }}
这种实现方式,在单线程模式下完全没有问题。但在多线程模式下,则可能引发报错。 原因如下:
- m_instance=new lazySingleton();语句编译之后其实是包含两条指令,new lazySingleton()指令和给m_instance赋值。由于编译时或CPU执行时指令重排序,可能存在先给m_instance赋值,后初始化对象的情况。这时,就出现一种情况,m_instance值不为null,但是m_instance对象还没有实例化完成。
- 当线程A执行到a处时,m_instance值不为null,但是m_instance对象还没有实例化完成。线程B由于m_instance值不为null,从b出到c处返回m_instance对象。
- 当线程B调用m_instance的方法时,将引发对象尚未初始化错误。
解决:针对引发问题的主要原因1和2,分别提出解决的办法。
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方法一:private static volatile lazySingleton m_instance=null;在m_instance前添加volatile 关键字,提醒编译器和运行时环境,在volatile变量上的操作不能与其它操作重排序,从而避免后续问题产生。
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方法二:在getInstance方法前添加synchronized 同步锁,保证同时只会有一个线程getInstance方法,也就保证了在A线程返回m_instance之前,其他线程都是阻塞状态。也就不会出现m_instance值不为null,但是m_instance对象还没有实例化完成的情况。
除了以上两种方法,还有一种简单安全还可靠的方法,那就是依赖JVM的静态类的静态属性实现单例模式。如下
public class Singleton { static class SingletonHolder { static Singleton instance = new Singleton(); } public static Singleton getInstance(){ return SingletonHolder.instance; } }
此种写法利用了类加载器的加载原理,每个类只会被加载一次,这样单例对象在其内部静态类被加载的时候生成,而且此过程是线程安全的。