volatile关键字

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有序性指的是程序按照代码的先后顺序执行。而编译器为了优化性能,有时候会改变程序中语句的先后顺序。
Java 中经典的案例就是利用双重检查创建单例对象,其中 volatile 就是保证有序性的。

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public class Singleton {
private static volatile Singleton singleton;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}

如果没有 volatile ,我们以为的 new 操作应该是:

  1. 分配一块内存 M ;
  2. 在内存 M 上初始化 Singleton 对象;
  3. 然后 M 的地址赋值给 instance 变量。

但是实际上优化后的执行路径却是这样的:

  1. 分配一块内存 M ;
  2. 将 M 的地址赋值给 instance 变量;
  3. 最后在内存 M 上初始化 Singleton 对象。

假设线程 A 先执行 getInstance() 方法,当执行完指令 2 时恰好发生了线程切换,切换到了线程 B 上;如果此时线程 B 也执行 getInstance() 方法,那么线程 B 在执行第一个判断时会发现 instance != null ,所以直接返回 instance ,而此时的 instance 是没有初始化过的,如果我们这个时候访问 instance 的成员变量就可能触发空指针异常。