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單例模式的雙層鎖原理

為什麼要在多執行緒中建立單例模式的時候要進行雙重鎖定?先回顧一下雙重鎖定的程式碼塊。

public class SingleTon {
   
    private static SingleTon singleTon = null;
   
       
    public SingleTon() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
   
   
    public static SingleTon getInstance(){
        if (singleTon == null) {
            synchronized (SingleTon.class) {
                if (singleTon == null) {
                    singleTon = new SingleTon();
                }
            }
        }
        return singleTon;
    }

}


為何要使用雙重檢查鎖定呢?上文已經大概說了一下。

考慮這樣一種情況,就是有兩個執行緒同時到達,即同時呼叫 getInstance() 方法,

此時由於 singleTon == null ,所以很明顯,兩個執行緒都可以通過第一重的 singleTon == null ,

進入第一重 if 語句後,由於存在鎖機制,所以會有一個執行緒進入 lock 語句並進入第二重 singleTon == null ,

而另外的一個執行緒則會在 lock 語句的外面等待。

而當第一個執行緒執行完 new  SingleTon()語句後,便會退出鎖定區域,此時,第二個執行緒便可以進入 lock 語句塊,

此時,如果沒有第二重 singleTon == null 的話,那麼第二個執行緒還是可以呼叫 new  SingleTon ()語句,

這樣第二個執行緒也會建立一個 SingleTon例項,這樣也還是違背了單例模式的初衷的,

所以這裡必須要使用雙重檢查鎖定。

細心的朋友一定會發現,如果我去掉第一重 singleton == null ,程式還是可以在多執行緒下完好的執行的,

考慮在沒有第一重 singleton == null 的情況下,

當有兩個執行緒同時到達,此時,由於 lock 機制的存在,第一個執行緒會進入 lock 語句塊,並且可以順利執行 new SingleTon(),

當第一個執行緒退出 lock 語句塊時, singleTon 這個靜態變數已不為 null 了,所以當第二個執行緒進入 lock 時,

還是會被第二重 singleton == null 擋在外面,而無法執行 new Singleton(),

所以在沒有第一重 singleton == null 的情況下,也是可以實現單例模式的?那麼為什麼需要第一重 singleton == null 呢?

這裡就涉及一個性能問題了,因為對於單例模式的話,new SingleTon()只需要執行一次就 OK 了,

而如果沒有第一重 singleTon == null 的話,每一次有執行緒進入 getInstance()時,均會執行鎖定操作來實現執行緒同步,

這是非常耗費效能的,而如果我加上第一重 singleTon == null 的話,

那麼就只有在第一次,也就是 singleTton ==null 成立時的情況下執行一次鎖定以實現執行緒同步,

而以後的話,便只要直接返回 Singleton 例項就 OK 了而根本無需再進入 lock 語句塊了,這樣就可以解決由執行緒同步帶來的效能問題了。