前言

• hello，大家好，我是 Lorin，今天给大家带来双重校验锁的灵魂三问？以及我们如何一步步实现一个懒汉式单例。开始阅读前，大家可以思考下面三个问题：

DCL 实现中：
1、为什么需要使用两个 if 语句？
2、为什么使用了 synchronized 关键字还需要使用 volatile 关键字？
3、双重校验锁使用需要注意的问题

如何实现一个双重校验锁 DCL

• 双重校验锁 DCL 最常用使用的场景在懒汉式单例，下面我们按照思路简单实现一个懒汉式单例：

定义一个单例变量

public class SingletonDemo {

    private static Object object = null;
}

定义一个获取单例的方法

• 定义一个单例的获取方法，用于单例的初始化和获取，为了支持多线程访问，我们这里使用 synchronized 进行同步，保证同一时刻只有一个线程访问。

public class SingletonDemo {

    private static Object object = null;

    // 初始化和获取实例
    public Object getObject() {
        synchronized (SingletonDemo.class) {
            if (object == null) {
                object = new Object();
            }
            return object;
        }
    }
}

性能优化

• 上面的懒汉式单例看起来并没有多大的问题，但是却存在很大的性能的问题，因为我们每次获取我们的实例都需要进行锁的获取和释放，即使我们的实例已经初始化完成，因此为了解决这个问题，我们需要进行一点点优化。

public class SingletonDemo {

    private volatile static Object object = null;

    public Object getObject() {
        // 如果实例已经初始化完成，直接返回实例不获取锁
        if (object != null){
            return object;
        }
        synchronized (SingletonDemo.class) {
            if (object == null) {
                object = new Object();
            }
            return object;
        }
    }
}

性能优化带来的一点点问题

• 上面的代码表面上看起来已经完美了，解决了并发问题，也优化了性能问题，但是仔细看你会发现了新的问题，由于处理指令重排的优化可能导致 object != null 判断并不准确，怎么理解呢？

创建一个对象分为初始化和实例化两部分，大致可以分为以下几步：

1、在堆中申请一份内存
2、创建对象
3、将 object 指向我们对象的内存引用

如果没有指令重排的情况下，我们拿到的对象一定是完整的对象，但是可能存在指令重排优化，上面的顺序可能变成下面这样：

1、申请一份内存
2、将 object 指向我们对象的内存引用
3、创建对象

那么我们将会拿到一个没有实例化完成的对象，因此我们需要禁止指令重排，Java 提供了 volatile 指令来禁止指令重排。

• 题外话：我们写代码的过程其实就是不断在重复优化和解决的问题，直到达到适应我们目前场景、基本情况的最优解（不一定是理论的最优解）。

什么是指令重排？

public class SingletonDemo {

    private volatile static Object object = null;

    public Object getObject() {
        // 如果实例已经初始化完成，直接返回实例不获取锁
        if (object != null){
            return object;
        }
        synchronized (SingletonDemo.class) {
            if (object == null) {
                object = new Object();
            }
            return object;
        }
    }
}

总结

如何理解文章开篇理解的三个问题

1、为什么需要使用两个 if 语句？

• 为了性能优化

2、为什么使用了 synchronized 关键字还需要使用 volatile 关键字？

• 性能优化导致带来了多线程指令重排问题，需要使用 volatile 解决指令重排的问题。

3、双重校验锁使用需要注意的问题

• JDK版本大于1.5
• Volatile 屏蔽指令重排序的语义在 JDK1.5 中才被完全修复，此前的 JDK 中即使将变量声明为 volatile 也仍然不能完全避免重排序所导致的问题
• 关于 Volatile 相关介绍可以参考 Volatile 相关章节。

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