单例模式-3-双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）
以下是对这段代码的详细解释，这是一种实现 双重检查锁定（Double-Checked Locking） 的单例模式：
1. 类的定义
public class Singleton {private volatile static Singleton singleton;private Singleton() {}public static Singleton getSingleton() {if (singleton == null) {synchronized (Singleton.class) {if (singleton == null) {singleton = new Singleton();}}}return singleton;}
}
2. 代码逐步解析
2.1. private volatile static Singleton singleton;
private：确保singleton变量只能在Singleton类内部访问，防止外部直接修改。static：确保singleton是类级别的变量，所有实例共享同一个变量。volatile：保证多线程环境下的可见性和有序性。- 可见性：当一个线程修改了
singleton的值，其他线程能够立即看到修改后的值。 - 有序性：防止指令重排序问题（即对象未完全初始化时，其他线程可能访问到未初始化的对象）。
- 可见性：当一个线程修改了
2.2. private Singleton() {}
- 将构造方法声明为
private，防止外部通过new关键字创建实例。 - 这是单例模式的核心，确保只能通过类的静态方法获取实例。
2.3. public static Singleton getSingleton()
这是获取单例实例的公共方法，包含了双重检查锁定的逻辑。
2.4. if (singleton == null)
- 第一次检查：在进入同步块之前，检查
singleton是否为null。- 如果
singleton已经被初始化，则直接返回实例，避免不必要的同步开销。 - 如果
singleton为null，说明实例尚未创建，进入同步块。
- 如果
2.5. synchronized (Singleton.class)
- 同步块：对
Singleton.class加锁，确保只有一个线程能够进入同步块，避免多个线程同时创建实例。 - 这是双重检查锁定的关键，确保线程安全。
2.6. if (singleton == null)
- 第二次检查：进入同步块后，再次检查
singleton是否为null。- 这是因为可能有多个线程在第一次检查时通过了
if (singleton == null)，但只有一个线程能够进入同步块。 - 如果没有第二次检查，可能会导致多个线程创建多个实例。
- 这是因为可能有多个线程在第一次检查时通过了
2.7. singleton = new Singleton();
- 创建单例实例。
- 由于
volatile的作用，确保对象初始化完成后，其他线程能够正确看到singleton的值。
2.8. return singleton;
- 返回单例实例。
3. 为什么需要双重检查锁定？
双重检查锁定的目的是在保证线程安全的同时，尽量减少同步的开销：
- 第一次检查：避免每次调用
getSingleton()都进入同步块，提高性能。 - 第二次检查：确保在多线程环境下，只有一个线程能够创建实例，保证线程安全。
4. 为什么需要 volatile？
在没有 volatile 的情况下，可能会出现指令重排序问题：
singleton = new Singleton();不是一个原子操作，实际上分为三步：- 分配内存。
- 调用构造函数初始化对象。
- 将对象引用赋值给
singleton。
- 如果发生指令重排序，可能会导致以下情况：
- 线程 A 执行了第 1 步和第 3 步，但尚未完成第 2 步。
- 线程 B 访问到未完全初始化的对象，可能导致程序崩溃。
- 使用
volatile可以禁止指令重排序，确保对象初始化的有序性。
5. 优点
- 线程安全：通过双重检查和同步块，确保多线程环境下的安全性。
- 性能优化：避免每次获取实例时都加锁，提升性能。
- 延迟加载：实例在第一次使用时才会被创建，节省内存。
6. 缺点
- 实现较复杂，容易出错。
- 在某些情况下，可能会增加代码的维护成本。
7. 总结
这段代码是经典的双重检查锁定单例模式的实现，适用于多线程环境下的单例创建。通过 volatile 和双重检查机制，既保证了线程安全，又优化了性能，是一种高效的单例模式实现方式。