DCL(单例双重检查锁模式)详解-轻识

先看一下DCL(双重检查锁模式)的示例代码：

public class Singleton {

    //Singleton对象属性,加上volatile关键字是为了防止指定重排序,要知道singleton = new Singleton()拆分成cpu指令的话，有足足3个步骤
    private volatile static Singleton singleton;

    //对外提供的获取实例的方法
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

从代码里可以看到，做了两重的singleton == null的判断，中间还用了synchronized关键字，第一个singleton == null的判断是为了避免线程串行化，如果为空，就进入synchronized代码块中，获取锁后再操作，如果不为空，直接就返回singleton对象了，无需再进行锁竞争和等待了。而第二个singleton == null的判断是为了防止有多个线程同时跳过第一个singleton == null的判断，比如线程一先获取到锁，进入同步代码块中，发现singleton实例还是null，就会做new操作，然后退出同步代码块并释放锁，这时一起跳过第一层singleton == null的判断的还有线程二，这时线程一释放了锁，线程二就会获取到锁，如果没有第二层的singleton == null这个判断挡着，那就会再创建一个singleton实例，就违反了单例的约束了。

那为什么要加volatile关键字呢

了解下singleton = new Singleton()这段代码其实不是原子性的操作，它至少分为以下3个步骤：

给singleton对象分配内存空间
调用Singleton类的构造函数等，初始化singleton对象
将singleton对象指向分配的内存空间，这步一旦执行了，那singleton对象就不等于null了

这里还需要知道一点，就是有时候JVM会为了优化，而做指令重排序的操作，这里的指令，指的是CPU层面的。

正常情况下，singleton = new Singleton()的步骤是按照1->2->3这种步骤进行的，但是一旦JVM做了指令重排序，那么顺序很可能编程1->3->2，如果是这种顺序，可以发现，在3步骤执行完singleton对象就不等于null，但是它其实还没做步骤二的初始化工作，但是另一个线程进来时发现，singleton不等于null了，就这样把半成品的实例返回去，调用是会报错的。

可以画个出现指令重排序的图加深下理解：

出现了指令重排序后，按照上图的流程逻辑，很可能会返回还没完成初始化的singleton对象，导致使用这个对象时报错，而volatile关键字的作用之一就是禁止指令重排序。

总结

DCL使用volatile关键字，是为了禁止指令重排序，避免返回还没完成初始化的singleton对象，导致调用报错，也保证了线程的安全。