java锁的可见性的是怎么保证的
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发布时间：2022-04-23 01:40
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热心网友
时间：2022-04-23 07:27
为什么你需要双重检查锁来实现单例类？
一个常见情景，单例类在多线程环境中违反契约。如果你要一个新手写出单例模式，可能会得到下面的代码：
private static Singleton _instance;
public static Singleton getInstance() {
if (_instance == null) {
_instance = new Singleton();
}
return _instance;
}
然后，当你指出这段代码在超过一个线程并行被调用的时候会创建多个实例的问题时，他很可能会把整个getInstance()方法设为同步（synchronized），就像我们展示的第二段示例代码getInstanceTS()方法一样。尽管这样做到了线程安全，并且解决了多实例问题，但并不高效。在任何调用这个方法的时候，你都需要承受同步带来的性能开销，然而同步只在第一次调用的时候才被需要，也就是单例类实例创建的时候。这将促使我们使用双重检查锁模式（double checked locking pattern），一种只在临界区代码加锁的方法。程序员称其为双重检查锁，因为会有两次检查 _instance == null，一次不加锁，另一次在同步块上加锁。这就是使用Java双重检查锁的示例：
public static Singleton getInstanceDC() {
if (_instance == null) { // Single Checked
synchronized (Singleton.class) {
if (_instance == null) { // Double checked
_instance = new Singleton();
}
}
}
return _instance;
}
这个方法表面上看起来很完美，你只需要付出一次同步块的开销，但它依然有问题。除非你声明_instance变量时使用了volatile关键字。没有volatile修饰符，可能出现Java中的另一个线程看到个初始化了一半的_instance的情况，但使用了volatile变量后，就能保证先行发生关系（happens-before relationship）。对于volatile变量_instance，所有的写（write）都将先行发生于读（read），在Java 5之前不是这样，所以在这之前使用双重检查锁有问题。现在，有了先行发生的保障（happens-before guarantee），你可以安全地假设其会工作良好。另外，这不是创建线程安全的单例模式的最好方法，你可以使用枚举实现单例模式，这种方法在实例创建时提供了内置的线程安全。另一种方法是使用静态持有者模式（static holder pattern）。
/*
* A journey to write double checked locking of Singleton class in Java.
*/
class Singleton {
private volatile static Singleton _instance;
private Singleton() {
// preventing Singleton object instantiation from outside
}
/*
* 1st version: creates multiple instance if two thread access
* this method simultaneously
*/
public static Singleton getInstance() {
if (_instance == null) {
_instance = new Singleton();
}
return _instance;
}
/*
* 2nd version : this definitely thread-safe and only
* creates one instance of Singleton on concurrent environment
* but unnecessarily expensive e to cost of synchronization
* at every call.
*/
public static synchronized Singleton getInstanceTS() {
if (_instance == null) {
_instance = new Singleton();
}
return _instance;
}
/*
* 3rd version : An implementation of double checked locking of Singleton.
* Intention is to minimize cost of synchronization and improve performance,
* by only locking critical section of code, the code which creates instance of Singleton class.
* By the way this is still broken, if we don't make _instance volatile, as another thread can
* see a half initialized instance of Singleton.
*/
public static Singleton getInstanceDC() {
if (_instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (_instance == null) {
_instance = new Singleton();
}
}
}
return _instance;
}
}
这就是本文的所有内容了。这是个用Java创建线程安全单例模式的有争议的方法，使用枚举实现单例类更简单有效。我并不建议你像这样实现单例模式，因为用Java有许多更好的方式。但是，这个问题有历史意义，也教授了并发是如何引入一些微妙错误的。正如之前所说，这是面试中非常重要的一点。在去参加任何Java面试之前，要练习手写双重检查锁实现单例类。这将增强你发现Java程序员们所犯编码错误的洞察力。另外，在现在的测试驱动开发中，单例模式由于难以被模拟其行为而被视为反模式（anti pattern），所以如果你是测试驱动开发的开发者，最好避免使用单例模式。
热心网友
时间：2022-04-23 08:45
网页链接
应该和happens-before有关
