Java双重校验锁实现单例模式

之前在博客中过一次Java设计模式-单例模式的2种实现方式(懒汉式+饿汉式)。
博文链接：Java设计模式—（1）单例模式
这2种实现，在单线程模式下，也不会出现线程安全问题，但是，如果在多线程环境下，就可能出现线程安全问题，所以我们要对之前的代码进行改进—-双重校验锁。

代码实现

话不多说，咱们先来看一下代码实现：

public class Singleton {  
    private volatile static Singleton singleton;  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getSingleton() {  
    if (singleton == null) {  
        synchronized (Singleton.class) {  
        if (singleton == null) {  
            singleton = new Singleton();  
        }  
        }  
    }  
    return singleton;  
    }  
}

问题分析

那么，我们可以看出和之前的2中实现，有几点不同，解释如下。

第一次判断singleton是否为null

第一次判断是在Synchronized同步代码块外进行判断，由于单例模式只会创建一个实例，并通过getInstance方法返回singleton对象，所以，第一次判断，是为了在singleton对象已经创建的情况下，避免进入同步代码块，提升效率。

第二次判断singleton是否为null

第二次判断是为了避免以下情况的发生。
(1)假设：线程A已经经过第一次判断，判断singleton=null，准备进入同步代码块.
(2)此时线程B获得时间片，犹豫线程A并没有创建实例，所以，判断singleton仍然=null，所以线程B创建了实例singleton。
(3)此时，线程A再次获得时间片，犹豫刚刚经过第一次判断singleton=null(不会重复判断)，进入同步代码块，这个时候，我们如果不加入第二次判断的话，那么线程A又会创造一个实例singleton，就不满足我们的单例模式的要求，所以第二次判断是很有必要的。

为什么要加Volatile关键字

其实，上面两点比较好理解，第三点，既然有了Synchronized作为限制，为什么还要加入Volatile呢？

首先，我们需要知道Volatile可以保证可见性和原子性，同时保证JVM对指令不会进行重排序。
其次，这点也很关键，对象的创建不是一步完成的，是一个符合操作，需要3个指令。
我们结合这一句代码来解释：

singleton = new Singleton();

指令1：获取singleton对象的内存地址
指令2：初始化singleton对象
指令3：将这块内存地址，指向引用变量singleton。

那么，这样我们就比较好理解，为什么要加入Volatile变量了。由于Volatile禁止JVM对指令进行重排序。所以创建对象的过程仍然会按照指令1-2-3的有序执行。
反之，如果没有Volatile关键字，假设线程A正常创建一个实例，那么指定执行的顺序可能2-1-3，当执行到指令1的时候，线程B执行getInstance方法，获取到的，可能是对象的一部分，或者是不正确的对象，程序可能就会报异常信息。