在 java 的单例双空检查实现中使用 volatile

Question

我想知道在 Singleton 的双空检查实现中将 Instance 变量设置为 volatile 有什么用。因为根据我的理解，同步块提供之前隐式发生。没有两个线程可以同时访问该同步块，并且在退出同步块时，线程将其所有本地缓存数据写入主内存。我搜索了很多，但我仍然对这个实现有疑问。请解释正确的用法。

private volatile Singleton INSTANCE; 
public Singleton get() { 
    if (INSTANCE == null) { 
        synchronized (this) { 
            if (INSTANCE == null) { 
                INSTANCE = new Singleton(); 
            } 
        } 
    } 
    return INSTANCE; 
}

在上面的双重检查代码中。如果我不让我的实例变得不稳定，那可能是什么问题。因为当第一个线程进入同步块时，没有其他线程可以访问该块。当第一个线程离开那个块时。对象将被创建，并且由于发生在属性之前，实例的最新值将被写入主内存。那么为什么 volatile 在这种情况下很重要？

这里有一个 link (Is there any need to add volatile keyword to guarantee thread-safe singleton class in java?) 的类似问题。但答案不是很清楚。我认为在上面给定的场景中，任何类型的 JVM 优化都不会导致中断发生在同步块

之前

Answer 1

Because as per my understanding synchronize block provide happens before implicitly. No two threads can access that synchronized block concurrently and while exiting from synchronized block

如果你有一个简单的惰性单例实现，这是正确的。因为对变量的每次访问都经过同步块。

private Singleton INSTANCE;

public static synchronized Singleton getInstance() {
  if (INSTANCE == null) {
    INSTANCE = new Singleton();
  }
  return INSTANCE;
}

但是一旦你有了一个安全的 double-check 惰性实现，并不是每个代码路径都经过同步块。第二次调用此方法将从本地字段读取变量，而无需进入 synchronized 块，并且 INSTANCE 必须是可变的。

private volatile Singleton INSTANCE;

public Singleton get() {
  if (INSTANCE == null) {
    synchronized (this) {
      if (INSTANCE == null) {
        INSTANCE = new Singleton();
      }
    }
  }
  return INSTANCE;
}

您可以在 this article 中阅读有关安全发布的更多信息。

Answer 2

volatile 在这里很重要，因为字节码级别的 JVM 内部结构。声明

INSTANCE = new Singleton()

在字节码级别实际上是这样的：

1. INSTANCE = create Singleton object
2. call constructor of INSTANCE

如果 INSTANCE 是 volatile，JVM 保证从其他线程的角度来看 1+2 作为原子操作执行，例如通过在将实例存储在字段中之前将其存储在堆栈中。如果它是 not volatile 则可能是其他线程在调用构造函数之前已经可以看到对 Singleton 的引用。因此这些线程可能会看到一个不完整的对象。

在 java 的单例双空检查实现中使用 volatile

Use of volatile in singleton double null check implementation in java

java

singleton

multithreading

volatile