答案:双重检查锁需volatile防止重排序,确保单例安全;通过两次null检查减少锁竞争,提升性能,避免多线程下创建多个实例或返回未初始化对象。

在Java中,双重检查锁(Double-Checked Locking)是一种用于实现延迟初始化且保证线程安全的优化模式,最常用于单例模式中的懒加载。正确实现该模式需要结合volatile关键字,否则可能因指令重排序导致线程安全问题。
为什么需要双重检查锁
在多线程环境下,如果使用简单的懒加载单例模式,每次获取实例都要加锁,性能较低。例如:
synchronized (Singleton.class) { ... }虽然线程安全,但同步整个方法会降低并发性能。双重检查锁的目的就是在保证线程安全的前提下,减少锁的竞争,只在初始化阶段加锁。
标准的双重检查锁实现
以下是线程安全的双重检查锁实现方式:
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public class Singleton {private volatile static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
关键点说明:
-
第一次检查:在同步块外判断
instance == null,避免每次调用都进入锁,提高性能。 - synchronized:确保多个线程不会同时创建实例。
-
第二次检查:进入同步块后再次判断,防止多个线程在第一次检查时都看到
null,从而重复创建实例。 - volatile关键字:禁止JVM对对象初始化过程进行指令重排序,确保其他线程看到的是完全构造完成的实例。
为什么必须使用volatile
对象的创建并非原子操作,通常分为三步:
- 分配内存空间
- 调用构造函数初始化对象
- 将引用指向该内存地址
由于JVM和处理器的优化,可能发生指令重排序,比如先执行第1步和第3步,再执行第2步。此时若另一个线程刚好进入第一次检查,会发现instance != null,于是直接返回一个未完全初始化的对象,导致程序出错。
volatile能禁止这种重排序,保证写操作对所有线程的可见性和顺序性。
常见错误与注意事项
- 省略
volatile:这是最常见的错误,会导致不可预测的行为,尤其在高并发或不同JVM环境下。 - 使用局部变量缓存instance:虽然不影响正确性,但建议保持清晰逻辑。
- JDK 1.5之前不支持该模式:因为早期JVM的
volatile语义不完善,无法阻止重排序。
基本上就这些。只要记得加上volatile,并进行两次null检查,就能安全高效地实现延迟初始化。不复杂但容易忽略细节。










