java单例双重检查锁为啥需要加volatile关键字

Posted 2023-04-08

已经修改，的确应该加上volatile关键字。不加的情况下，假设两个线程，线程A正在执行instance = new Instance()的操作，而线程B开始执行if（instance==null）的判断，当不存在volatile的时候，因为 new Instance()是一个非原子操作，可能发生无序写入，构造函数可能在整个对象构造完成前执行完毕，线程B可能会看到一个不完整的instance对象，因为java的某些实现会在内存中开辟一片存储对象的区域后直接返回内存的引用，所以线程B判断不为null，而这时候实际上，instance的构造函数还没有执行，从而线程b得到不完整的对象。在 Instance 的构造函数执行之前，会在内存中开辟一片存储对象的区域后直接返回内存的引用，赋值给变量 instance，instance也就可能成为非 null 的，即赋值语句在对象实例化之前调用，此时别的线程得到的是一个还会初始化的对象，这样会导致系统崩溃线程B可能会看到一个不完整的instance对象，因为java的某些实现，所以线程B判断不为null。从而得到不完整的对象。 参考技术A

volatile关键字起到提醒JVM这个变量永远去内存当中去获取值（有时候值会被写到寄存器当中）

被volatile声明的变量，那么所有的线程都会得到一样的值。

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单例模式双重检查锁模式为什么必须加 volatile？

单例模式双重检查锁模式为什么必须加 volatile？

学习设计模式时候，知道单例模式是一种很常见的设计模型，其目的就是为了避免创建过多的对象，给jvm造成比较大的压力，之前也对单例模型进行了比较详细的描述，详情参考我之前博客:链接

如果要实现一种线程安全的单例模型，一般都会采用双重检查锁模式

public class Singleton 

    private static volatile Singleton instance;

    public static Singleton getInstance() 
        if (instance == null) 
            synchronized (Singleton.class) 
                if (instance == null) 
                    instance = new Singleton();
                
            
        
        return instance;
    

这里，就会有疑问，为什么要双重检查？

答：这里分情况，如果不用第一个if判断，在多线程情况下，所有的线程都会进行抢锁，所以其实就是串行执行的；如果不用第二个if判断，因为经过第一个if判断，多个线程都会进来，不过只有一个线程能抢到锁，因为singleton对象是null，所以会进行new Singleton，这种情况，如果不加第二个if判断，第一个线程创建对象之后，之后线程会继续创建的，所以这种就没做到单例

双重检查的原因知道之后，为什么要加volatile关键字？在前面的学习，我们知道了volatile关键字有两个关键作用，volatile可以保证并发的可见性，同时也可以保证有序性。所以上面代码Singleton对象加上volatile关键字的作用主要是为了保证有序性。

在new Singleton时候，会进行如下的过程，①先给Singleton分配内存空间、②调用Singleton的构造函数进行初始化操作③将Singleton对象指向分配的内存空间

所以，不加volatile关键字，进行代码编译时候是会进行指令重排序的，如图，new Singleton的过程不一定是按照123这个顺序来的，可能是132顺序执行，这种情况，调用第3步，Singleton对象已经不为null，所以会被其它线程调用，不过还没进行第2步初始化操作，所以会报错