Java双重锁检查模式：volatile关键字真的还需要吗？

Java双重检查锁定：volatile关键字是否依然必要？

关于Java双重检查锁定模式是否需要volatile关键字，存在一定争议。早期，由于指令重排序和内存可见性问题，在双重检查锁定中使用volatile被认为是必须的。然而，Java 5及后续版本对内存模型的改进和虚拟机的优化，使得volatile的必要性受到质疑。

指令重排序与内存可见性

指令重排序是指编译器和处理器为了优化性能而重新排列指令执行顺序的行为。例如，读取变量的指令可能被移动到写入变量的指令之前。

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内存可见性问题则指一个线程对内存的写入，其他线程无法立即感知。这源于缓存一致性问题。为了保证写入可见性，需要使用同步机制，例如volatile关键字。

双重检查锁定模式

双重检查锁定模式是一种创建单例对象的经典方法。它利用同步机制保证单例对象在第一次创建时线程安全，后续调用则快速无锁地返回已创建的单例。

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volatile关键字的作用

在Java 5之前，volatile在双重检查锁定中的作用在于：

1. 防止指令重排序将加载未初始化单例对象的指令移动到获取锁的指令之前。
2. 确保其他线程可见单例对象初始化后的写入。

Java 5及以后的改进

Java 5及以后版本对内存模型和虚拟机优化进行了改进，一定程度上缓解了双重检查锁定中的可见性问题：

1. 内存屏障： Java内存模型（JMM）保证某些操作（例如锁操作）充当内存屏障，防止指令在内存屏障前后重排序。这避免了指令重排序导致未完成初始化的单例对象可见的问题。
2. 写入传播优化： 虚拟机实现了优化，当线程访问变量时，会将该变量的最新写入传播到其他线程的缓存中，提高了写入传播速度，减轻了可见性问题。

最佳实践建议

因此，在Java 8及以后版本中，volatile在双重检查锁定中的必要性取决于具体情况：

• 如果使用Java 5或更高版本，并且应用不需要跨处理器或机器交互，则volatile是可选的。
• 如果应用在多处理器或多机器环境运行，或者需要跨处理器或机器同步，则建议使用volatile。

总而言之，在大多数情况下，Java 8及以后版本中，双重检查锁定模式中不再强制要求volatile，但为了最大限度地保证并发性和可见性，最好根据具体应用需求谨慎考虑是否使用。

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