基于DCL的单例懒汉模式实现

￡神魔★判官ぃ 2022-11-10 05:41 139阅读 0赞

## 1：什么是DCL ##

全称是`Double Check Lock`,即双重锁检查，是在进入同步代码块之前和之后都进行一次检查操作，之所以在进入同步代码块再检查一次的原因是，有可能在外部检查后，获取同步锁之前，当前持有锁的线程，在释放锁之前已经改变了系统状态，如下代码:

volatile int x = 1;
    // 第一次检查
    if (x == 1) { 
    	// 获取同步锁
    	synchronize(mutexLock) { 
    		// 第二次检查
    		if (x == 1) { 
    			// 做一些操作
    			......
    			// 修改x的值为2，使不满足检查项
    			x = 2;
    		}
    	}
    }

如下时间线：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>时间</th> 
   <th>操作</th> 
   <th>x的值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>T1</td> 
   <td>线程A成功进入同步代码块，开始操作</td> 
   <td>1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>T2</td> 
   <td>线程B判断第一个x == 1为true，但是阻塞</td> 
   <td>1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>T3</td> 
   <td>线程A执行x == 2修改x的值为2</td> 
   <td>2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>T4</td> 
   <td>线程A进入同步代码块，再次判断x == 1为false，结束</td> 
   <td>2</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

如果是没有再次`x == 1`的检查，则就产生程序错误了。

## 2：单例实现 ##

#### 2.1：代码 ####

public class DclHungry { 
        private static DclHungry instance;
        private static final Object mutexLock = new Object();
    
        // 私有化构造函数，防止外部创建
        private DclHungry() { }
    
        public static DclHungry getInstance() { 
            // 第一次检查实例是否创建
            if (instance == null) { 
                // 获取锁
                synchronized (mutexLock) { 
                    // 第二次检查实例是否创建
                    if (instance == null) { 
                        System.out.println("实例初始化开始了");
                        // 创建实例
                        instance = new DclHungry();
                        System.out.println("实例初始化结束了");
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
    }

#### 2.2：测试 ####

@Test
    public void testDclHungry() { 
        for (int i = 0; i < 3; i++) { 
            new Thread(() -> { 
                DclHungry instance = DclHungry.getInstance();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-" + instance);
            }, "线程!!!" + i).start();
        }
    }

多次运行：

实例初始化开始了
    实例初始化结束了
    线程!!!0-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@70107534
    线程!!!1-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@70107534
    线程!!!2-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@70107534

实例初始化开始了
    实例初始化结束了
    线程!!!0-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@227d344b
    线程!!!2-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@227d344b
    线程!!!1-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@227d344b

可以看到只创建了一次。我们可以将代码修改为如下，即去掉第二次检查：

public static DclHungry getInstance() { 
        // 第一次检查实例是否创建
        if (instance == null) { 
            // 获取锁
            synchronized (mutexLock) { 
                // 第二次检查实例是否创建
    // if (instance == null) { 
                    System.out.println("实例初始化开始了");
                    // 创建实例
                    instance = new DclHungry();
                    System.out.println("实例初始化结束了");
    // }
            }
        }
        return instance;
    }

多次运行：

实例初始化开始了
    实例初始化结束了
    实例初始化开始了
    线程!!!0-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@227d344b
    线程!!!1-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@227d344b
    实例初始化结束了
    线程!!!2-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@17a4fb6d

以上结果初始化了`2次`。

实例初始化开始了
    实例初始化结束了
    实例初始化开始了
    实例初始化结束了
    实例初始化开始了
    实例初始化结束了
    线程!!!1-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@1a4555f8
    线程!!!0-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@227d344b
    线程!!!2-yudaosourcecode.dcltest.DclHungry@17a4fb6d

以上结果初始化了`3次`。