Java里如何实现线程安全的懒加载单例集合_懒加载集合线程安全技巧解析-java教程-PHP中文网

Java里如何实现线程安全的懒加载单例集合_懒加载集合线程安全技巧解析

P粉602998670

发布： 2025-11-25 14:31:02

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使用静态内部类实现单例，结合Collections.synchronizedList保证集合线程安全。1. 静态内部类确保懒加载与线程安全；2. synchronizedList包装列表防止并发修改；3. 遍历时需手动同步。推荐此方式，优于双重检查锁定。

java里如何实现线程安全的懒加载单例集合_懒加载集合线程安全技巧解析

在Java中，实现线程安全的懒加载单例集合，关键在于确保类的唯一实例在多线程环境下被正确初始化，并且集合的操作不会引发并发问题。下面通过一个典型的实现方式来说明如何做到这一点。

使用静态内部类实现懒加载与线程安全

Java推荐使用静态内部类的方式来实现懒加载的单例模式，这种方式天然支持线程安全，且无需加锁，性能高。

静态内部类只有在第一次被使用时才会加载，从而实现懒加载；同时JVM保证类加载过程的线程安全。

示例代码：

public class ThreadSafeLazyList {
    // 私有构造函数，防止外部实例化
    private ThreadSafeLazyList() {}

    // 静态内部类，持有单例实例
    private static class SingletonHolder {
        static final ThreadSafeLazyList INSTANCE = new ThreadSafeLazyList();
        static final List<String> list = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>());
    }

    // 获取单例实例
    public static ThreadSafeLazyList getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

    // 获取线程安全的集合
    public List<String> getList() {
        return SingletonHolder.list;
    }
}

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在这个实现中，SingletonHolder 类在第一次调用 getInstance() 或访问其字段时才被加载，实现了懒加载。JVM确保该加载过程是线程安全的，无需额外同步控制。

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使用 Collections.synchronizedList 包装集合

即使单例本身是线程安全的，集合操作仍可能引发并发异常（如 ConcurrentModificationException）。因此，原始集合必须包装为线程安全版本。

Collections.synchronizedList 返回一个线程安全的列表，所有写操作都会被同步。

注意：遍历时仍需手动同步，例如：

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List<String> list = instance.getList();
synchronized (list) {
    for (String item : list) {
        System.out.println(item);
    }
}

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避免双重检查锁定中的陷阱

虽然有些人尝试用双重检查锁定（Double-Checked Locking）实现懒加载，但在Java中若不正确使用 volatile 关键字，可能导致未完全初始化的实例被返回。

例如，以下写法是错误的：

private static ThreadSafeLazyList instance;
public static ThreadSafeLazyList getInstance() {
    if (instance == null) {
        synchronized (ThreadSafeLazyList.class) {
            if (instance == null) {
                instance = new ThreadSafeLazyList(); // 可能发生指令重排序
            }
        }
    }
    return instance;
}

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正确做法是加上 volatile 关键字，防止重排序：

private static volatile ThreadSafeLazyList instance;

但即便如此，仍不如静态内部类简洁可靠。