不使用synchronized和lock,如何实现一个线程安全的单例?

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从后往前说,先说两个饿汉,其实都是通过定义静态的成员变量,以保证instance可以在类初始化的时候被实例化。那为啥让instance在类初始化的时候被实例化就能保证线程安全了呢?因为类的初始化是由ClassLoader完成的,这其实就是利用了ClassLoader的线程安全机制啊。

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不使用synchronized和lock,如何实现一个线程安全的单例?

回答最多的是静态内部类和枚举。很好,这两种确实可以实现。

枚举

  1. public enum Singleton {   
  2.     INSTANCE;   
  3.     public void whateverMethod() {   
  4.     }   
  5. }   

静态内部类

  1. public class Singleton {   
  2.     private static class SingletonHolder {   
  3.     private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();   
  4.     }   
  5.     private Singleton (){}   
  6.     public static final Singleton getInstance() {   
  7.     return SingletonHolder.INSTANCE;   
  8.     }   
  9. }   

还有人回答的很简单:饿汉。很好,这个也是对的。

饿汉

  1. public class Singleton {   
  2.     private static Singleton instance = new Singleton();   
  3.     private Singleton (){}   
  4.     public static Singleton getInstance() {   
  5.     return instance;   
  6.     }   
  7. }   

饿汉变种

  1. public class Singleton {   
  2.     private static class SingletonHolder {   
  3.     private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();   
  4.     }   
  5.     private Singleton (){}   
  6.     public static final Singleton getInstance() {   
  7.     return SingletonHolder.INSTANCE;   
  8.     }   
  9. }   

(更多单例实现方式见:单例模式的七种写法)

问:这几种实现单例的方式的真正的原理是什么呢?

答:以上几种实现方式,都是借助了ClassLoader的线程安全机制。

先解释清楚为什么说都是借助了ClassLoader。

从后往前说,先说两个饿汉,其实都是通过定义静态的成员变量,以保证instance可以在类初始化的时候被实例化。那为啥让instance在类初始化的时候被实例化就能保证线程安全了呢?因为类的初始化是由ClassLoader完成的,这其实就是利用了ClassLoader的线程安全机制啊。

再说静态内部类,这种方式和两种饿汉方式只有细微差别,只是做法上稍微优雅一点。这种方式是Singleton类被装载了,instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用,只有显示通过调用getInstance方法时,才会显示装载SingletonHolder类,从而实例化instance。。。但是,原理和饿汉一样。

***说枚举,其实,如果把枚举类进行反序列化,你会发现他也是使用了static final来修饰每一个枚举项。(详情见:深度分析Java的枚举类型—-枚举的线程安全性及序列化问题)

至此,我们说清楚了,各位看官的回答都是利用了ClassLoader的线程安全机制。至于为什么ClassLoader加载类是线程安全的,这里可以先直接回答:ClassLoader的loadClass方法在加载类的时候使用了synchronized关键字。也正是因为这样, 除非被重写,这个方法默认在整个装载过程中都是同步的(线程安全的)。(详情见:深度分析Java的ClassLoader机制(源码级别))

哈哈哈哈!!!~所以呢,这里可以说,大家的回答都只答对了一半。虽然没有显示使用synchronized和lock,但是还是间接的用到了!!!!

那么,这里再问一句:不使用synchronized和lock,如何实现一个线程安全的单例?

【本文是51CTO专栏作者Hollis的原创文章,作者微信公众号Hollis(ID:hollischuang)】

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责任编辑:武晓燕 来源: 51CTO专栏
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