Java基础教程：多线程杂谈——双重检查锁与Volatile

Java基础教程：多线程杂谈——双重检查锁与Volatile

双重检查锁

　　有时候可能需要推迟一些高开销的对象初始化操作，并且只有在使用这些对象时才进行初始化。此时程序员可能会采用延迟初始化。但要正确实现线程安全的延迟初始化需要一些技巧，否则很容易出现问题。比如，下面是非线程安全的延迟初始化对象的示例代码：

public class A{
            private Instance instance;
            public Instance getInstance(){
                if(instance==null){
                        instance = new Instance();
                    }
                }
                return instance;
            }
 }

　　因为在多线程执行下，instance可能被多次初始化。我们可以对 getInstance() 做同步处理来实现线程安全的延迟初始化。示例代码如下：

public class A{
            private Instance instance;
            public Instance getInstance(){
                if(instance==null){
                    synchronized(A.class){
                        if(instance==null)
                           instance = new Instance();
                    }
                }
                return instance;
            }
 }

　　可见，我们用了两次is null 判断，如上则是通过双重检查锁定来降低同步的开销。

问题

　　前面的双重检查锁定示例代码（instance = new Singleton();）创建一个对象。这一行代码可以分解为如下的三行伪代码：

memory = allocate();   //1：分配对象的内存空间
ctorInstance(memory);  //2：初始化对象
instance = memory;     //3：设置 instance 指向刚分配的内存地址

　　上面三行伪代码中的 2 和 3 之间，可能会被重排序（在一些 JIT 编译器上，这种重排序是真实发生的，详情见参考文献 1 的“Out-of-order writes”部分）。2 和 3 之间重排序之后的执行时序如下：

memory = allocate();   //1：分配对象的内存空间
instance = memory;     //3：设置 instance 指向刚分配的内存地址
                       // 注意，此时对象还没有被初始化！
ctorInstance(memory);  //2：初始化对象

　　所以说可能出现一种情况就是，锁内线程创建对象时仅仅分配了内存地址还未完成初始化，锁外的线程就会判断is null 为false，从而返回一个半成品实例。问题的关键所在就是创建对象并非原子操作，从而被编译器进行指令重排序，导致发生意想不到为问题。

解决办法

　　

　　为了防止这个过程的重排序，我们需要将变量设置为volatile类型的变量，volatile的禁止重排序保证了操作的有序性。