DCL(双端检索)机制不一定线程安全

DCL(双端检索)机制不一定线程安全,原因是有指令重排序的存在,加入volatile可以禁止指令重排。
原因在于某一个线程执行到第一次检测,读取到的instance不为null时,instance的引用对象可能没有完成初始化。
instance = new SingletonDemo();可以分为以下3步骤完成(伪代码)

  1. memory = allocate(); //分配对象内存空间
  2. instance(memory); //初始化对象
  3. instance = memory; //设置instance指向刚分配的内存地址,此时instance != null

步骤2和步骤3不存在数据依赖关系,而且无论重排前还是重排后程序的执行结果在单线程中没有改变,因此这种重排优化是允许的。
4. memory = allocate(); //分配对象内存空间
5. instance = memory; //设置instance指向刚分配的内存地址,此时instance != null,但是对象还没有初始化完成!
6. instance(memory); //初始化对象

但是指令重排只会保证穿行语义的执行的一致性(单线程),但并不会关心多线程间的语义一致性。所以当一条线程访问instance不为null时,由于instance实例未必已初始化完成,也就造成了线程安全问题。

代码示例如下:

public class VolatileDclDemo {
    //private static VolatileDclDemo instance;
    private static volatile VolatileDclDemo instance;

    public VolatileDclDemo() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t VolatileDclDemo构造方法VolatileDclDemo()");
    }

    //DCL(Dooble Check Lock 双端检索机制)
    public VolatileDclDemo getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (VolatileDclDemo.class){
                if (instance == null){
                    instance = new VolatileDclDemo();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

}

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