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不使用synchronized和lock,如何实现一个线程安全的单例?

刚刚,在我的微信公众号(hollishcuang)上发了一条问题:不使用synchronizedlock,如何实现一个线程安全的单例?

瞬间收到了数百条回复。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

public enum Singleton {  
    INSTANCE;  
    public void whateverMethod() {  
    }  
}  

静态内部类

public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
    return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}  

还有人回答的很简单:饿汉。很好,这个也是对的。

饿汉

public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
    return instance;  
    }  
}  

饿汉变种

public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
    return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}  

(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。

最后说枚举,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:ClassLoaderloadClass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synchronizedlock,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?答案见:不使用synchronized和lock,如何实现一个线程安全的单例?(二)

(全文完)
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