也说一下DCL问题
29 Nov 2014Double-checked Locking是一个经典的Java并发问题。根据网上看到的资料加上同别人的讨论，这里把我的理解尝试用一种更易懂的方法整理一下。
这个问题来自怎么线程安全的发布单例，先看下面这段code，它在需要的时候才会初始化一个单例资源：
class Foo {
private Resource resource;
public Resource getResource() {
if (resource == null) {
resource = new Resource();
}
return resource;
}
}在多线程环境下面显然是有问题的，多个线程可能会重复初始化Resource。解决方法很简单，加同步锁：
class Foo {
private Resource resource;
public synchronized Resource getResource() {
if (resource == null) {
resource = new Resource();
}
return resource;
}
}哈，问题解决了。但每次获取资源时都要synchronized一把，对性能上很有影响。于是有人发明了双重检查锁定，先检查下Resource是否为空，如果不是就不用进行synchronized了；在synchronized块里还要再检查一遍是否为空，因为在Resource初始化之前可能有两个线程同时检测到Resource为空并尝试进入同步块。
class Foo {
private Resource resource;
public Resource getResource() {
if (resource == null) {
synchronized(this) {
if(resource == null) {
resource = new Resource();
}
}
}
return resource;
}
}这样就没问题了吗？重点来了，由于new Resource()不是一个原子操作，实际执行的时候由于指令优化可能是这样
-
初始化Resource对象;
-
把Resource对象地址赋给resource变量；
也可能是这样
-
初始化一半Resource对象;
-
把Resource对象地址赋给resource变量；
-
初始化剩下的Resource对象;
如果是第一种情况还好；如果是第二种情况，我们假设线程A刚走到第2步的时候就被操作系统挂起了，线程B执行了一下getResource方法，由于resource变量已经被赋了一个地址所以不为null，然后线程B就直接把这个地址傻乎乎的返回出去了。这样在线程B后面的代码里实际上使用的就是一个残缺的Resource对象。
问题清楚了，解决的思路其实很简单，确保resource的赋值操作在对象初始化后执行。这里可以用volatile和final两个关键字来解决。
volatile
class Foo {
private volatile Resource resource;
public Resource getResource() {
if (resource == null) {
synchronized(this) {
if(resource == null) {
resource = new Resource();
}
}
}
return resource;
}
}由于有了volatile的存在，resource的赋值指令不会被优化到new Resource()中间去，这就保证了另外一个线程如果看到了resource被赋值的时候，其指向的对象一定是被初始化完成的。
这里有一个性能上可以做的优化是，先把resource赋给本地变量，然后操作和返回这个本地变量。这样就不用访问多次resource变量了，据说可以提高25%的性能。
final
public class FinalHolder<T> {
public final T value;
public FinalHolder(T value) {
this.value = value;
}
}
class Foo {
private FinalHolder<Resource> resourceHolder;
public Resource getResource() {
FinalHolder<Resource> holder = resourceHolder;
if (holder == null) {
synchronized(this) {
if(resourceHolder == null) {
resourceHolder = new FinalHolder<Resource>(new Resource());
}
holder = resourceHolder;
}
}
return holder.value;
}
}对一个final的字段的初始化，JVM保证了从别的线程看起来，拿到对象引用后final字段一定被初始化好了。也就是resourceHolder的赋值一定是在new Resource()后面。请注意这里的本地变量不是多余的。如果没有的话，第二个resourceHolder == null可能会被代码优化干掉。
if (resourceHolder == null) {
synchronized(this) {
if(resourceHolder == null) {
resourceHolder = new FinalHolder<Resource>(new Resource());
}static
对于DCL，还有一种利用static的更优雅的写法
class Foo {
private static class ResourceHolder{
private static final Resource resource = new Resource();
}
public static Resource getResource() {
return ResourceHolder.resource;
}
}这段代码在初次执行到return ResourceHolder.resource这一行的时候，JVM才会对ResourceHolder类进行类加载和初始化。而这个过程由JVM保证是线程安全的。