Java模式设计之单例模式（四） - 编程入门网

从单线程的程序谈起

首先考虑一个单线程的版本。

代码清单13：没有使用任何线程安全措施的一个例子

// Single threaded version class Foo { 　 private Helper helper = null; 　 public Helper getHelper() 　 { 　　 if (helper == null) 　　 { 　　　 helper = new Helper(); 　　 } 　　 return helper; 　 } 　 // other functions and members... }

这是一个错误的例子，详情请见下面的说明。

写出这样的代码，本意显然是要保持在整个JVM 中只有一个Helper 的实例；因此，才会有if (helper == null) 的检查。非常明显的是，如果在多线程的环境中运行，上面的代码会有两个甚至两个以上的Helper 对象被创建出来，从而造成错误。

但是，想像一下在多线程环境中的情形就会发现，如果有两个线程A 和B 几乎同时到达if (helper == null)语句的外面的话，假设线程A 比线程B 早一点点，那么：

（1）A 会首先进入if (helper == null) 块的内部，并开始执行new Helper() 语句。此时，helper 变量仍然是null，直到线程A 的new Helper() 语句返回并给helper 变量赋值为止。

（2） 但是，线程B 并不会在if (helper == null)语句的外面等待，因为此时helper == null 是成立的，它会马上进入if (helper == null)语句块的内部。这样，线程B 会不可避免地执行helper = new Helper();语句，从而创建出第二个实例来。

（3）线程A 的helper = new Helper();语句执行完毕后，helper 变量得到了真实的对象引用，(helper == null)不再为真。第三个线程不会再进入if (helper == null) 语句块的内部了。

（4）线程B 的helper = new Helper(); 语句也执行完毕后，helper 变量的值被覆盖。但是第一个Helper 对象被线程A 引用的事实不会改变。

这时，线程A 和B 各自拥有一个独立的Helper 对象，而这是错误的。

Java模式设计之单例模式（四）(5)

线程安全的版本

为了克服没有线程安全的缺点，下面给出一个线程安全的例子。

代码清单14：这是一个正确的答案

// Correct multithreaded version class Foo { 　 private Helper helper = null; 　 public synchronized Helper getHelper() 　 { 　　 if (helper == null) 　　 { 　　　 helper = new Helper(); 　　　 return helper; 　　 } 　 } 　 // other functions and members... }

显然，由于整个静态工厂方法都是同步化的，因此，不会有两个线程同时进入这个方法。因此，当线程A 和B 作为第一批调用者同时或几乎同时调用此方法时：

（1）早到一点的线程A 会率先进入此方法，同时线程B 会在方法外部等待。

（2） 对线程A 来说，helper 变量的值是null ，因此helper = new Helper(); 语句会被执行。

（3）线程A 结束对方法的执行，helper 变量的值不再是null。

（4）线程B 进入此方法，helper 变量的值不再是null ，因此helper = new Helper(); 语句不会被执行。线程B 取到的是helper 变量所含有的引用，也就是对线程A 所创立的Helper 实例的引用。

显然，线程A 和B 持有同一个Helper 实例，这是正确的。

画蛇添足的“双重检查”

但是，仔细审察上面的正确答案会发现，同步化实际上只在helper 变量第一次被赋值之前才有用。在helper 变量有了值以后，同步化实际上变成了一个不必要的瓶颈。如果能有一个方法去掉这个小小的额外开销，不是更加完美了吗？因此，就有了下面这个设计“巧妙”的双重检查成例。在读者向下继续读之前，有必要提醒一句：正如本小节的标题所标明的那样，这是一个反面教材，因为双重检查成例在Java 编译器里无法实现。

代码清单15：使用双重检查成例的懒汉式单例模式

// Brok

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