Java 多线程纠错 - 线程安全单例

Question

首先：是的，我知道一般来说，在 Java 中做单例的最佳方法是使用 enum s，但如果由于某种原因你需要对单例类进行子类化，你不能使用枚举，所以......

JavaWorld 的 David Geary 很久以前发表了一篇关于在 Java 中实现单例的文章。 他认为，对线程安全的单例实现进行以下优化是有问题的：

public static Singleton getInstance() 
{ 
    if (singleton == null) 
    { 
       synchronized(Singleton.class) 
       { 
           if(singleton == null) {
              singleton = new Singleton();
           } 
       }
    }
    return singleton; 
} 

(详见：http://www.javaworld.com/javaworld/jw-04-2003/jw-0425-designpatterns.html?page=4#sthash.G8lzWOfT.dpuf(

Geary说，这种"双重检查锁定"优化

不能保证工作，因为编译器可以自由分配 在单一实例之前对单一实例成员变量的值 构造函数被调用。如果发生这种情况，线程 1 可能会被抢占 在分配单例引用之后，但在 单例已初始化，因此线程 2 可以返回对 未初始化的单一实例。

我的问题：以下更改是否会解决这个问题？ 我已经开始阅读 Goetz 的 Java 并发书，似乎允许编译器在线程内操作洗牌，所以我不太有信心......尽管如此，在我看来，singleton = temp;是原子操作，在这种情况下，我认为它应该。 请解释一下。

public static Singleton getInstance() 
{ 
    if (singleton == null) 
    { 
       synchronized(Singleton.class) 
       { 
           if(singleton == null) {
              Singleton temp = new Singleton();
              singleton = temp;
           } 
       }
    }
    return singleton; 
} 

Answer 1

第二个代码与第一个代码按顺序一致(它们在单线程环境中严格等效(，并且不会引入任何其他内存同步点。

所以是的，编译器被授权重写第二个代码并将其转换为第一个代码，这意味着它也不安全。

singleton = temp;是原子的这一事实在这里无济于事。这仅意味着单例为空或与 temp 具有相同的引用。但这并不排除 temp/singleton 指向"非构造"对象。

Java 内存模型在发生前 (HB( 关系方面工作。在这两个代码中，只有一个 hb：同步块的退出 hb 随后进入该块。 if (singleton == null) 不与singleton=…共享任何 HB 关系，因此可以进行重新排序。

底线是，修复它的唯一方法是在两个语句之间引入 hb：例如，通过在同步块内移动 if 或通过标记单例易失性。

Answer 2

答案取决于编译器可以应用于第二个代码的优化(这意味着第二个代码可以通过编译器转换为第一个代码(。您可以使用AtomicReference编写代码，这样可以避免此问题：

private static AtomicReference<Singleton> singleton = new AtomicReference<Singleton>(null);
...
public static Singleton getInstance() 
{ 
    if (singleton.get() == null) 
    { 
       synchronized(Singleton.class) 
       { 
           if(singleton.get() == null) {
              singleton.compareAndSet(null, new Singleton());
           } 
       }
   }
   return singleton.get(); 
} 

Answer 3

因错误而删除，保留空答案以供讨论。哇，生活和学习！