双重检查锁定的由来
在Java程序中，有时需要推迟一些高开销的对象的初始化操作，并且只有在真正使用到这个对象的时候，才进行初始化，此时，就需要延迟初始化技术。
延迟初始化的正确实现是需要一些技巧的，否则容易出现问题，下面一一介绍。
方案1
- public class UnsafeLazyInit{
- private static Instance instance;
- public static Instance getInstance(){
- if (instance == null){
- instance = new Instance();
- }
- return instance;
- }
- }
这种做法的错误是很明显的，如果两个线程分别调用getInstance，由于对共享变量的访问没有做同步，很容易出现下面两种情况：
1.线程A和B都看到instance没有初始化，于是分别进行了初始化。
2.instance=new Instance操作被重排序，实际执行过程可能是：先分配内存，然后赋值给instance，***再执行初始化。如果是这样的话，其他线程可能就会读取到尚未初始化完成的instance对象。
方案2
- public class UnsafeLazyInit{
- private static Instance instance;
- public static synchronized Instance getInstance(){
- if (instance == null){
- instance = new Instance();
- }
- return instance;
- }
- }
这种做法的问题是很明显的，每一次读取instance都需要同步，可能会对性能产生较大的影响。
方案3
方案3是一个错误的双重检测加锁实现，看代码：
- public class UnsafeLazyInit{
- private static Instance instance;
- public static Instance getInstance(){
- if (instance == null){
- synchronized(UnsafeLazyInit.classs){
- if (instance == null){
- instance = new Instance();
- }
- }
- }
- return instance;
- }
- }
这种方案看似解决了上面两种方案都存在的问题，但是也是有问题的。
问题根源
instance = new Instance();
这一条语句在实际执行中，可能会被拆分程三条语句，如下：
- memory = allocate();
- ctorInstance(memory); //2
- instance = memory; //3
根据重排序规则，后两条语句不存在数据依赖，因此是可以进行重排序的。
重排序之后，就意味着，instance域在被赋值了之后，指向的对象可能尚未初始化完成，而instance域是一个静态域，可以被其他线程读取到，那么其他线程就可以读取到尚未初始化完成的instance域。
基于volatile的解决方案
要解决这个办法，只需要禁止语句2和语句3进行重排序即可，因此可以使用volatile来修改instance就能做到了。
private volatile static Instance instance;
因为Volatile语义会禁止编译器将volatile写之前的操作重排序到volatile之后。
基于类初始化的解决方案
Java语言规范规定，对于每一个类或者接口C ，都有一个唯一的初始化锁LC与之对应，从C到LC的映射，由JVM实现。每个线程在读取一个类的信息时，如果此类尚未初始化，则尝试获取LC去初始化，如果获取失败则等待其他线程释放LC。如果能获取到LC，则要判断类的初始化状态，如果是位初始化，则要进行初始化。如果是正在初始化，则要等待其他线程初始化完成，如果是已经初始化，则直接使用此类对象。
- public class InstanceFactory{
- private static class InstanceHolder{
- public static Instance = new Instance();
- }
- public static Instance getInstance(){
- return InstanceHolder.instance; //这里将导致instance类被初始化
- }
- }
结论
字段延迟初始化降低了初始化类或者创建实例的开销，但是增加零访问被延迟促使化的字段的开销。在大部分时候，正常的初始化要优于延迟初始化。如果确实需要对实例字段使用线程安全的延迟初始化，请使用上面介绍的基于volatile的延迟初始化方案;如果确实需要对静态字段使用线程安全的延迟初始化，请使用上面基于类初始化方案的延迟初始化。
