Java 中的线程安全单例

Question

关于 Singletons 的维基百科文章提到了一些在 Java 中实现该结构的线程安全方法。对于我的问题，让我们考虑具有冗长初始化过程并且同时被多个线程访问的单例。

首先，这个未提及的方法是否是线程安全的？如果是，它是在什么上同步的？

public class Singleton {
    private Singleton instance;

    private Singleton() {
        //lots of initialization code
    }

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

其次，为什么下面的实现是线程安全的并且初始化是惰性的？如果两个线程同时进入 getInstance() 方法，到底会发生什么？

public class Singleton {
    private Singleton() {
        //lots of initialization code
    }

    private static class SingletonHolder { 
        public static final Singleton instance = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

最后，在第二个示例中，如果一个线程首先获取一个实例，另一个线程获取一个实例并尝试在第一个线程中的构造函数完成之前对其执行操作，该怎么办？那么你会进入不安全状态吗？

Answer 1

答案 1：静态同步 方法使用类对象作为锁 - 即本例中的 Singleton.class。

答案2：java语言，除其他外：

• 在第一次访问/使用类时加载类
• 保证在允许访问类之前，所有静态初始化程序都已完成

这两个事实意味着内部静态类SingletonHolder 在调用 getInstance() 方法之前不会加载。此时，在进行调用的线程有权访问它之前，该类的静态实例将作为类加载的一部分进行实例化。

这一切都意味着我们有安全的延迟加载，并且不需要任何同步/锁定！

此模式是用于单例的模式。它击败了其他模式，因为 MyClass.getInstance() 是单例事实上的行业标准 - 每个使用它的人都会自动知道他们正在处理单例（对于代码，显而易见总是好的），所以这个模式有正确的 API 和底层的正确实现。

顺便说一句，Bill Pugh 的文章在理解单例时值得一读，以保证完整性模式。