Нужно ли добавлять ключевое слово volatile, чтобы гарантировать потокобезопасный класс singleton в java?

Question

В соответствии с этим post, класс одноэлементного потока должен выглядеть так, как показано ниже. Но мне интересно, нужно ли добавить ключевое слово volatile в переменную static CrunchifySingleton instance. Поскольку, если экземпляр создан и хранится в кэше CPU, в это время он не записывается обратно в основную память, между тем другой поток вызывает метод getInstance(). Возникает ли проблема непоследовательности?

public class CrunchifySingleton { 

    private static CrunchifySingleton instance = null; 

    protected CrunchifySingleton() { 
    } 

    // Lazy Initialization 
    public static CrunchifySingleton getInstance() { 
     if (instance == null) { 
      synchronized (CrunchifySingleton.class) { 
       if (instance == null) { 
        instance = new CrunchifySingleton(); 
       } 
      } 
     } 
     return instance; 
    } 
} 

Answer 1

Да, что делает неустойчивым будет gaurantee, что каждый раз, когда какой-либо поток пытается получить доступ к критической секции коды, поток считывает данные из самой памяти, а не из hread кэша.

Answer 2

Код, который вы цитируете, разбит на Java. Да, вам нужно volatile и, по крайней мере, Java 5, чтобы обеспечить безопасный поток идиомы с двойной проверкой. И вы также должны добавить локальную переменную в свою ленивую инициализацию для повышения производительности. Подробнее об этом читайте здесь: https://en.wikipedia.org/wiki/Double-checked_locking#Usage_in_Java

Answer 3

I комментарий echo @ duffymo выше: ленивые одиночные игры нигде не так полезны, как они изначально появляются.

Однако, если вы абсолютно необходимы использовать лениво-конкретизированный синглтон, то lazy holder idiom, является гораздо более простым способом для достижения безопасности потока:

public final class CrunchifySingleton { 
    private static class Holder { 
    private static final CrunchifySingleton INSTANCE = new CrunchifySingleton(); 
    } 

    private CrunchifySingleton() {} 

    static CrunchifySingleton getInstance() { return Holder.INSTANCE; } 
} 

Кроме того, обратите внимание, что по-настоящему синглтон, класс должен запретить как для создания экземпляра, так и для подкласса - конструктор должен быть private, а класс должен быть final, соответственно.

Answer 4

Да, если ваш экземпляр Singleton не volatile или даже если это volatile но вы используете достаточно старую JVM, нет никаких упорядочиваний гарантий для операций, в которых линия

instance = new CrunchifySingleton(); 

разлагается в отношении к volatile магазин.

Компилятор может затем изменить порядок этих операций, чтобы ваш экземпляр не был нулевым (поскольку память была выделена), но по-прежнему неинициализирована (поскольку его конструктор все еще не выполнен).

Если вы хотите узнать больше о скрытых проблемах с Double-Checked Locking, в частности, на Java, см. The "Double-Checked Locking is Broken" Declaration.

Ленивый держатель идиома хороший образец, который обобщает хорошо для общего статического поля отложенной загрузки, но если вам нужен безопасный и простой шаблон Singleton, я рекомендовал бы, что рекомендует Джош Блох (от Эффективное Java славы) - Java Enum Singleton:

public enum Elvis { 
    INSTANCE; 

    public void leaveTheBuilding() { ... } 
} 

Answer 5

Вам нужно volatile в этом случае, но лучшим вариантом является использование либо enum, если он является лицом без гражданства

enum Singleton { 
    INSTANCE; 
} 

, однако в одиночном одиночном одиночестве следует избегать всех возможных. Я предлагаю вам попробовать создать экземпляр, который вы передаете через инъекцию зависимостей.