并发基础-单例中的volatile

聪聪就是我
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并发编程中大家最熟悉的应该是volatile和synchronized了，使用最多的场景应该是单例吧。看代码，你觉得下边这个单例有问题吗？ 图1:

public class UserManager{
    private static UserManager sUserManager;
    private UserManager(){}
    public static UserManager getInstance(){
        if(sUserManager == null){//1
            synchronized (UserManager.class){
                if(sUserManager == null){
                    sUserManager = new UserManager();
                }
            }
        }
        return sUserManager;
    }
}

乍一看好像没什么毛病，有点经验的人仔细再一看，诶发现少了一个volatile。标准的写法好像应该长下边这样：
图2:

public class UserManager{
    private static volatile UserManager sUserManager;
    private UserManager(){}
    public static UserManager getInstance(){
        if(sUserManager == null){//2
            synchronized (UserManager.class){
                if(sUserManager == null){
                    sUserManager = new UserManager();// 3
                }
            }
        }
        return sUserManager;
    }
}

那问题就来了，加这个volatile有什么用？不是已经加了synchronized了吗？不加不行吗？ 看过很多文章，模糊记得volatile是用来保证可见性的。

什么是可见性？

一个线程写共享变量，在另外一个线程中能立即可见。比如图2（在volatile关键字下）线程A执行完3位置的代码后，这个时候线程B开始进行2位置的条件判断，就能立马看见sUserManager的值不为null。如果如图1（没有volatile加持），并不能保证这种可见性。那你可能会想synchronized难道不保证可见性吗？答案是：正确使用synchronized同步是可以保证可见性的。
如下图3:

public class UserManager{
    private static UserManager sUserManager;
    private UserManager(){}
    public synchronized static UserManager getInstance(){//4
            if(sUserManager == null){
                sUserManager = new UserManager();
            }
        return sUserManager;
    }
}

所有共享变量的访问必须由synchronized关键字同步。 同一个对象上，synchronized代码块能保证访问共享变量，是其他线程离开synchronized同步代码的操作结果，也就保证了可见性。 图1中1位置代码并没有synchronized同步，那么访问这个地方的代码就可能是失效的。图3中对sUserManager变量进行了正确的同步。

代码重排序

其实可见性并不是图1单例写法的症结。图1问题重点在于访问到位置1代码的时候,sUserManager不为null，但是UserManager还没有初始化完成。出现这种情况在于编译优化的时候代码可能会重排序。
如图4

public class UserManager{
    private static UserManager sUserManager;
    private String name;//6
    private int age;//7
    private UserManager(){
        name = "聪聪";
        age = 1;
    }
    public static UserManager getInstance(){
        if(sUserManager == null){//8
            synchronized (UserManager.class){
                if(sUserManager == null){
                    sUserManager = new UserManager();// 5
                }
            }
        }
        return sUserManager;
    }
}

线程A执行位置5代码后，按照直觉，应该位置6位置7代码已经执行完毕。事实上，经过编译优化后，线程A执行过位置5代码后，线程B在代码8位置处可能看到了sUserManager不为null,但是name和age还没初始化，这个时候sUserManager是个无效的值。1> 由于volatile能够禁止对共享变量的代码重排，所以图2中的单例是正确的。2> 正确的同步（所有共享变量的访问必须由synchronized关键字同步。）并不能禁止代码重排，但是能防止访问到失效的值，所以图3是正确的。

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