不加 volatile 会导致其他线程看到未初始化完成的对象，引发 NullPointerException 或逻辑错误；因 JVM 允许构造函数与引用赋值重排序，volatile 禁止重排并保证可见性。
双重检查锁里不加 volatile 会发生什么
在多线程环境下，getInstance() 方法用双重检查锁（Double-Checked Locking）创建单例时，如果不给单例引用加 volatile，其他线程可能看到一个「已分配内存但未完成构造」的对象。这不是概率极低的巧合，而是 JVM 允许的合法重排结果。
根本原因在于：对象创建不是原子操作，它包含三步：
- 分配内存空间（
memory = allocate()） - 调用构造函数初始化对象（
ctor(memory)） - 将引用赋值给静态变量（
instance = memory）
JVM 和 CPU 可能将第 2 步和第 3 步重排序 —— 即先执行 instance = memory，再执行 ctor(memory)。此时另一个线程进入第一个 if (instance == null) 判断，发现 instance != null，直接返回这个未初始化完毕的对象，接着调用其方法就会触发 NullPointerException 或更隐蔽的逻辑错误。
volatile 如何阻止重排并保证可见性
volatile 在这里起两个作用：
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- 禁止指令重排：JVM 保证对
volatile字段的写操作不会与它之前的任何读/写操作重排序；也不会与它之后的任何读/写操作重排序 —— 这就锁死了ctor()必须在instance = ...之前完成 - 强制刷新主内存：写入
volatile变量时，当前线程的工作内存会立即刷回主内存；读取时，会强制从主内存重新加载，避免线程使用过期缓存值
注意：仅靠 synchronized 块不能解决这个问题。因为第一次判空发生在同步块外，而同步块只保障内部临界区的原子性和可见性，不约束同步块外的读操作是否能看到「构造完成」这一语义。
正确写法与常见错误对比
正确实现（Java 5+）：
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) { // 第一次检查
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) { // 第二次检查
instance = new Singleton(); // 这一行必须是 volatile 写入
}
}
}
return instance;
}
}
常见错误写法包括：
- 去掉
volatile：看似能编译运行，但高并发下必现偶发异常 - 把
volatile加在构造函数或方法上：语法错误，volatile只能修饰字段 - 用
final字段替代volatile：final能防止重排，但只适用于对象内部状态不可变的场景，且不能解决发布时的可见性问题（仍需volatile或其他同步机制）
为什么 Java 5 是分水岭
Java 5 之前，JVM 内存模型（JMM）未明确定义 volatile 的重排语义，不同 JVM 实现行为不一致，导致双重检查锁在某些虚拟机上“碰巧”能工作，另一些则崩溃。Java 5 修订了 JMM，正式赋予 volatile 「禁止相关重排 + 强制主内存读写」的语义，这才让双重检查锁成为可移植、可依赖的模式。
如果你还在维护 Java 4 或更老的系统，不要尝试修复这个问题 —— 直接改用静态内部类或枚举单例更安全。现代 JDK 下，漏掉 volatile 是典型的「能跑但不对」型 bug，很难复现，却会在压测或上线后突然爆发。
