单例模式双重检查锁模式为什么必须加 volatile？

Posted 2021-12-20 smileNicky

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