具有内部类的Java Singleton - 什么保证了线程安全？

multithreading java

2022-09-04 21:05:21

实现单例的一种常见（1，2）方法使用具有静态成员的内部类：

public class Singleton  {    
    private static class SingletonHolder {    
        public static final Singleton instance = new Singleton();
    }    

    public static Singleton getInstance() {    
        return SingletonHolder.instance;    
    }

    private Singleton() {
        //...
    }
}

据说这个实现是懒惰初始化和线程安全的。但究竟是什么保证了它的螺纹安全呢？处理线程和锁的 JLS 17 没有提到静态字段具有任何发生在之前的关系。我如何确定初始化只会发生一次，并且所有线程都看到相同的实例？

答案 1

它在Java并发实践中有很好的描述：

惰性初始化持有者类 idiom 使用其唯一目的是初始化 Resource 的类。JVM 会推迟初始化 ResourceHolder 类，直到它实际使用 [JLS 12.4.1]，并且由于 Resource 是使用静态初始值设定项初始化的，因此不需要额外的同步。任何线程对 getresource 的第一次调用都会导致 ResourceHolder 被加载和初始化，此时 Resource 的初始化通过静态初始值设定项进行。

静态初始化

静态初始值设定项由 JVM 在类初始化时运行，在类装入之后，但在类被任何线程使用之前。因为 JVM 在初始化期间获取一个锁 [JLS 12.4.2]，并且每个线程至少获取一次此锁以确保类已加载，所以在静态初始化期间进行的内存写入对所有线程都是自动可见的。因此，静态初始化的对象在构造期间或被引用时都不需要显式同步。

答案 2

我们首先需要了解两点：

加载类时，静态初始化仅发生一次

声明中包含静态修饰符的字段称为静态字段或类变量。它们与类相关联，而不是与任何对象相关联。类的每个实例共享一个类变量，该变量位于内存中的一个固定位置

....

类的初始化包括执行其静态初始值设定项和类中声明的静态字段（类变量）的初始值设定项

这意味着静态初始值设定项在初始化对象类时只执行一次（实际的 Class 对象，而不是类的实例）。

因为 Java 编程语言是多线程的，所以类或接口的初始化需要仔细同步，因为其他一些线程可能同时尝试初始化同一类或接口。

对于每个类或接口 C，都有一个唯一的初始化锁 LC。从 C 到 LC 的映射由 Java 虚拟机实现自行决定。

现在，简单来说，当两个线程尝试初始化第一个线程时，获取LC的线程是实际初始化的线程，并且因为它静态地执行此操作，因此java提供了它只发生一次的承诺。instanceinstnace

有关初始化锁的更多信息，请阅读 JSL 17