[Java知识库] DCL单例到底需不需要volatile？

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[Java知识库]DCL单例到底需不需要volatile？

DCL单例到底需不需要volatile？

前言知识介绍

首先我们来看下面一道程序，这道程序很简单，请问这个程序的运行结果是什么？8还是0？

public class Escape {
    private int num = 8;

    private Escape() {
            new Thread(() -> System.out.println(this.num)).start();
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new Escape();
        System.in.read();
    }
}

对象的创建过程

java程序运行过程中每时每刻读有对象被创建出来，在语言层面上，创建对象仅仅是一个new关键字而已，而在字节码层面中对象的创建过程又是怎样的呢？

 LINENUMBER 21 L0
    NEW lixinzhen/Escape
    DUP
    INVOKESPECIAL lixinzhen/Escape.<init> ()V
    POP

这是对前面程序反编译的字节码，从中可以看出对象的创建需要经历三个步骤，第一步申请内存，给对象赋予默认值0（此时成为半初始化状态），第二步调用构造方法初始化这个对象赋值为8，第三步建立连接（执行到INVOKESPECIAL这里对象已经创建完毕）。（DUP这个指令涉及到堆栈的调用，过于复杂这里笔者不予介绍）

半初始化

在对象的创建过程中笔者提到半初始状态，有没有想过为什么要有半初始化状态也就是说为什么要给num对象赋予初始值为0呢？原因在于给num对象分配的内存区域可能之前存在某个值，而为了防止num的值被错误分配，于是先给定一个初始值。（这也是为什么Java比C/C++更加安全的原因，早期的c/c++指针是暴露在外面的，可以随时窃取到密码）

DCL（Double Check Lock）

在设计模式中最简单的就是单例模式，那么什么是单例模式呢？笔者相信大家都知道，所谓单例模式就是在整个类的运行过程中，“有且仅有”一个对象实例。笔者曾经对单例模式也进行过相关介绍，如果不太了解可以先看看这篇文章。饿汉模式和懒汉模式

在看完这篇文章后，你可以发现在单例模式中保证线程安全的最优方案应该就是DCL，在这里笔者将其代码复制下来以便后续分析。

public class SingletonLazy {
    private static SingletonLazy singleton;
    public SingletonLazy() {
    }
    public static SingletonLazy getInstance() {
        //再次判断当前singleton是否已经创建，如果创建，直接获取
        if (singleton == null) {
            synchronized (SingletonLazy.class) {
                //先判断当前对象是否已经创建
                if (singleton == null) {
                    singleton = new SingletonLazy();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}
public class SingletonTest {
    public static void main(String[] args) {
        SingletonLazy instance = SingletonLazy.getInstance();
        SingletonLazy instance2 = SingletonLazy.getInstance();
        System.out.println(instance==instance2);//true
    }
}

在这里笔者想提一个问题，最上面的那个if语句能不能去掉？

我们知道加锁是一个非常耗资源耗性能的事情，如果说加锁需要100ns，那么if语句只需要1ns。如果有1W个线程同时进来，此时去掉了最上面的if语句的话，那么就需要对这个1W个线程进行校验也就是说需要对这1W个线程全部加锁，那么造成的性能损耗是非常严重的。而加了if语句后，可以方便的对这个1W个线程进行判断。