volatile的使用及DCL模式

developerworks 发布于2019-08-14 15:17 / 2703人阅读

摘要：基础系列的与方法类初始化顺序线程池如何弹性伸缩的几个要点的缓存什么场景下使用阻塞队列的使用及模式中的序本文主要介绍的相关知识。典型的使用场景，作为，采用来做信号通知不采用的容易出错即模式，就是双加锁检查模式。因而有了双重检测模式的应用。

Java基础系列

Java的hashcode与equals方法

Java类初始化顺序

ThreadPoolExecutor线程池如何弹性伸缩

HashMap的几个要点

Integer的缓存

什么场景下使用阻塞队列

volatile的使用及DCL模式

try-catch-finally中的return

序

本文主要介绍volatile的相关知识。

volatile要点

volatile 只保证变量的线程可见性，不保证变量的原子性（只对赋值起作用），另外一个作用是防止重排序。

volatile 典型的使用场景，作为boolean，采用while来做信号通知

不采用volatile的dcl容易出错（DCL即Double Check Locking模式，就是双加锁检查模式。）

代码实例

单例的延迟加载实现

package cn.javass.dp.singleton.example2;
 
/**
* 懒汉式单例示例
*/
public class Singleton {
    /**
     * 定义一个变量来存储创建好的类实例
     */
    private static Singleton uniqueInstance = null;
    /**
     * 私有化构造方法，好在内部控制创建实例的数目
     */
    private Singleton(){
        //
    }
    /**
     * 定义一个方法来为客户端提供类实例
     * @return 一个Singleton的实例
     */
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        //判断存储实例的变量是否有值
        if(uniqueInstance == null){
            //如果没有，就创建一个类实例，并把值赋值给存储类实例的变量
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        //如果有值，那就直接使用
        return uniqueInstance;
    }
}

上面的代码虽然在多线程的情况是线程安全的，也确保了只有一个实例，但是在高并发的情况下，synchronized 关键字会使得性能下降。

因此，不用synchronized修饰此方法，改在保证实例化实例的时候只有一个线程执行就可以了。因而有了双重检测模式的应用。

假设线程A,B同时进入该方法，都检测到instance为null，然后假设A先占用了同步锁，然后实例化对象，之后B也会占用同步锁去实例化，因而这里需要再一次检测实例时是否已经被创建了，此为双重检测的来源。

package cn.javass.dp.singleton.example10;
 
public class Singleton {
    /**
     * 对保存实例的变量添加volatile的修饰
     */
    private volatile static Singleton instance = null;
    private Singleton(){
 
    }
    public static  Singleton getInstance(){
        //先检查实例是否存在，如果不存在才进入下面的同步块
        if(instance == null){
            //同步块，线程安全的创建实例
            synchronized(Singleton.class){
                //再次检查实例是否存在，如果不存在才真的创建实例
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

为什么使用volatile关键字 1、volatile能够保证变量在多线程之间的可见性

即 JVM的volatile语义保证了一个线程更新了这个变量，其他线程再下次读取的时候，回去刷新本地缓存

2、为什么在JDK5之前是不安全的

在JDK5之前，java的内存模型允许out-of-writer，具体如下：
（1）java的new不是原子的，具体在更细的层面还是有诸多步骤：

A、分配新对象的内存

B、调用类的构造器，初始化成员字段

C、 instance被赋为指向新的对象的引用。

说白了，JDK5之前不能保证有volatile修饰的对象构造内部是有序的。

（2）线程A发现instance没有被实例化，它获得锁，然后去实例化该对象，JVM容许在没有完全实例化完成的时候，将实例的指针赋给这个instance变量，而此时instance==null就为false了，在初始化完成之前，线程B进入此方法，发现instance不为空，认为已经初始化完成了，于是便使用了这个尚未完全初始化的实例对象，可能引起其他的异常。

64位long和double

在JVM规范中Java内存模型要求lock、unlock、read、load、assign、use、store、write这8个操作必须是原子的，但是对于64位的long和double来说，如果没有被volatile修饰符修饰，那么可以不是原子的，注意是可以，即虚拟机在实现的时候可以选择是否是原子操作。目前几乎所有的商用虚拟机都将此实现为原子操作，因此不必每次用到它们都去加volatile修饰。

参考

JVM并发机制的探讨——内存模型、内存可见性和指令重排序

关于Java中的volatile型变量

服务器托管私有云 volatile使用 linux的安装及使用 volatile的实现原理 DCL

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