在Java中如何实现线程安全的双重检查锁_双重检查锁实现方法解析

答案：双重检查锁需volatile防止重排序，确保单例安全；通过两次null检查减少锁竞争，提升性能，避免多线程下创建多个实例或返回未初始化对象。

在Java中，双重检查锁（Double-Checked Locking）是一种用于实现延迟初始化且保证线程安全的优化模式，最常用于单例模式中的懒加载。正确实现该模式需要结合volatile关键字，否则可能因指令重排序导致线程安全问题。

为什么需要双重检查锁

在多线程环境下，如果使用简单的懒加载单例模式，每次获取实例都要加锁，性能较低。例如：

虽然线程安全，但同步整个方法会降低并发性能。双重检查锁的目的就是在保证线程安全的前提下，减少锁的竞争，只在初始化阶段加锁。

标准的双重检查锁实现

以下是线程安全的双重检查锁实现方式：

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• 第一次检查：在同步块外判断instance == null，避免每次调用都进入锁，提高性能。
• synchronized：确保多个线程不会同时创建实例。
• 第二次检查：进入同步块后再次判断，防止多个线程在第一次检查时都看到null，从而重复创建实例。
• volatile关键字：禁止JVM对对象初始化过程进行指令重排序，确保其他线程看到的是完全构造完成的实例。

为什么必须使用volatile

对象的创建并非原子操作，通常分为三步：

1. 分配内存空间
2. 调用构造函数初始化对象
3. 将引用指向该内存地址

由于JVM和处理器的优化，可能发生指令重排序，比如先执行第1步和第3步，再执行第2步。此时若另一个线程刚好进入第一次检查，会发现instance != null，于是直接返回一个未完全初始化的对象，导致程序出错。

volatile能禁止这种重排序，保证写操作对所有线程的可见性和顺序性。

常见错误与注意事项

• 省略volatile：这是最常见的错误，会导致不可预测的行为，尤其在高并发或不同JVM环境下。
• 使用局部变量缓存instance：虽然不影响正确性，但建议保持清晰逻辑。
• JDK 1.5之前不支持该模式：因为早期JVM的volatile语义不完善，无法阻止重排序。

基本上就这些。只要记得加上volatile，并进行两次null检查，就能安全高效地实现延迟初始化。不复杂但容易忽略细节。

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