未用volatile与全方法同步的双重检查锁单例是否线程安全？

你好呀！你的这个双重检查锁实现确实存在线程安全问题，核心原因和Java对象初始化时的指令重排序有关，咱们来一步步拆解：

问题根源：对象初始化的指令重排序 #

当执行new MySingleton()时，JVM实际会做三件事：

• 1. 为MySingleton对象分配内存空间
• 2. 调用构造函数，初始化对象的成员变量
• 3. 将mySingleton引用指向刚分配的内存地址

为了优化执行效率，JVM允许在不影响单线程执行结果的前提下对这三个步骤进行重排序。也就是说，实际执行顺序可能变成：1 → 3 → 2。这时候就会出现线程安全隐患。

线程不安全的具体场景 #

假设现在有两个线程A和B同时调用getInstance()：

• 线程A进入第一个if(mySingleton == null)判断，发现引用为空，进入同步代码块
• 线程A执行new MySingleton()，JVM做了指令重排序：先把mySingleton引用指向内存地址（步骤3），但还没完成对象初始化（步骤2）
• 这时候线程B进入第一个if(mySingleton == null)判断，发现mySingleton已经不为空（因为指向了内存地址），直接返回这个未完全初始化的对象
• 线程B尝试使用这个对象时，就会遇到各种问题：比如成员变量还是默认值、抛出NullPointerException，或者其他不符合预期的行为

如何修复？加上volatile关键字 #

volatile关键字有两个关键作用：

• 禁止JVM对该变量相关的指令进行重排序
• 保证变量的可见性（一个线程对变量的修改，其他线程能立刻看到）

修正后的代码如下：

public class MySingleton {
    // 加上volatile关键字
    private static volatile MySingleton mySingleton;

    public static MySingleton getInstance() {
        if(mySingleton == null) {
            synchronized(MySingleton.class) {
                if(mySingleton == null) {
                    MySingleton temp = new MySingleton();
                    mySingleton = temp;
                }
            }
        }
        return mySingleton;
    }
}

加上volatile后，JVM就不会对new MySingleton()的初始化步骤进行重排序，确保线程看到的mySingleton要么是null，要么是完全初始化完成的对象，这样双重检查锁就能保证线程安全了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Batman