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最近看到到Struts1与Struts2的比较,说Struts1的控制器是单例的,线程不安全的;Struts2的多例的,不存在线程不安全的问题。之后又想到了之前自己用过的HttpHandler。。。这些类,好像单例的线程安全问题确实是随处可见的。但是只是知道这个是不安全的,也没有认真分析过。接下来就仔细分析下。
首先我先写一段单例类的代码:
/** * @ClassName: Sigleton * @Description: 单例类 * @author 水田 * @date 2015年12月19日 上午10:12:55 */public class Sigleton { private static Sigleton sigleton; private Sigleton() { // put the initMethod for this class }; public static Sigleton getInstance() { // in this demo ,we use "Lazy-load Singleton" if (sigleton == null) { sigleton = new Sigleton(); } return sigleton; }}
这里我使用的是延迟加载,无论是使用延迟加载还是下面的饿汉式:
public class Sigleton { private static final Sigleton sigleton=new Sigleton(); private Sigleton() { // put the initMethod for this class }; public static Sigleton getInstance() { return sigleton; }}
这两种情况使用哪一种,要根据实际情况来判断:到底我是要在此类还没有使用之前进行初始化,还是要在用到它去拿它的时候才初始化,还要看你的实际应用场景。比如说,我这个类超级大,这时候,你部署好了之后,就把它New了,然后放在内存中,十年八年的没人用,这不是浪费么?(情况举的比较极端,就是这个意思吧。不过你要是硬要跟我说,内存啥的越来越不值钱,或者爷有的是钱买内存,我也没办法!只能送你句,怪不得你没有女朋友!)
仔细分析这两种方法,然后看看哪里存在线程不安全的因素。
先来瞅瞅第一种,lazy-load方式:
在调用getInstance的时候,先判断,是不是已经被New过了,如果没,那么我new,完了之后返回。想象下,多线程,当在一个线程内,执行到if (sigleton == null),另一个线程内,好巧啊,也执行到这里。然后两个线程同时判断发现还没这个东西,然后各自new一个。破坏了我的单实例的原则。
相比第二种直接new的方式,这种方法显然是不安全的。但是,如果我要用到这种lazy-load方式,就要对它进行改进了。
简单改进:
public static synchronized Sigleton getInstance()
加个关键字。
但是这种方法还是不好,产生问题的只有sigleton = new Sigleton();现在我锁定了整个方法,有点儿多余了。再改下:
public final Sigleton getInstance() { // in this demo ,we use "Lazy-load Singleton" if (sigleton == null) { synchronized (this) { sigleton = new Sigleton(); } } return sigleton; }
然后改完了之后,我们再从逻辑上看下是不是有漏洞:
还是刚才的问题,俩线程,同时执行到if判空的时候,第一个线程由于调度原因,进入同步方法,执行了new操作,第二个线程判空完了之后,进不去,还等在同步方法外面。第一个线程出了同步方法,第二个线程进入了同步方法,又new了一个对象。。。。貌似确实有逻辑楼栋,再改下:
public final Sigleton getInstance() { // in this demo ,we use "Lazy-load Singleton" if (sigleton == null) { synchronized (this) { if (sigleton == null){ sigleton = new Sigleton(); } } } return sigleton; }
当第二个线程进入同步方法之后,要不要新new一个对象,还要判断下。
private volatile static Sigleton sigleton;
有些人认为使用 volatile 的原因是可见性,也就是可以保证线程在本地不会存有instance 的副本,每次都是去主内存中读取。但其实是不对的。使用 volatile 的主要原因是其另一个特性:禁止指令重排序优化。也就是说,在volatile 变量的赋值操作后面会有一个内存屏障(生成的汇编代码上),读操作不会被重排序到内存屏障之前。从「先行发生原则」的角度理解的话,就是对于一个 volatile变量的写操作都先行发生于后面对这个变量的读操作(这里的“后面”是时间上的先后顺序)。
但是特别注意在 Java 5 以前的版本使用了volatile 的双检锁还是有问题的。其原因是 Java 5 以前的 JMM (Java 内存模型)是存在缺陷的,即时将变量声明成 volatile也不能完全避免重排序,主要是 volatile 变量前后的代码仍然存在重排序问题。这个 volatile 屏蔽重排序的问题在 Java 5中才得以修复,所以在这之后才可以放心使用 volatile。
public class Sigleton { private static class SigletonHolder { private static final Sigleton INSTANCE = new Sigleton(); } private Sigleton() { }; public static final Sigleton getInstance() { return SigletonHolder.INSTANCE; }}