高并发之——如何安全的发布对象（含各种单例代码分析）

package io.binghe.concurrency.example.publish;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.Arrays;
 
@Slf4j
public class UnsafePublish {
    private String[] states = {"a", "b", "c"};
    public String[] getStates(){
        return states;
    }
 
    public static void main(String[] args){
        UnsafePublish unsafePublish = new UnsafePublish();
        log.info("{}", Arrays.toString(unsafePublish.getStates()));
 
        unsafePublish.getStates()[0] = "d";
        log.info("{}", Arrays.toString(unsafePublish.getStates()));
    }
}

package io.binghe.concurrency.example.publish;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
 
@Slf4j
public class Escape {
    private int thisCanBeEscape = 0;
 
    public Escape(){
        new InnerClass();
    }
 
    private class InnerClass{
        public InnerClass(){
            log.info("{}", Escape.this.thisCanBeEscape);
        }
    }
 
    public static void main(String[] args){
        new Escape();
    }
}

package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 懒汉模式，单例实例在第一次使用的时候进行创建，这个类是线程不安全的
 */
public class SingletonExample1 {
 
    private SingletonExample1(){}
 
    private static SingletonExample1 instance = null;
 
    public static SingletonExample1 getInstance(){
        //多个线程同时调用，可能会创建多个对象
        if (instance == null){
            instance = new SingletonExample1();
        }
        return instance;
    }
}

package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 饿汉模式，单例实例在类装载的时候进行创建，是线程安全的
 */
public class SingletonExample2 {
 
    private SingletonExample2(){}
 
    private static SingletonExample2 instance = new SingletonExample2();
 
    public static SingletonExample2 getInstance(){
        return instance;
    }
}

package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 懒汉模式，单例实例在第一次使用的时候进行创建，这个类是线程安全的，但是这个写法不推荐
 */
public class SingletonExample3 {
 
    private SingletonExample3(){}
 
    private static SingletonExample3 instance = null;
 
    public static synchronized SingletonExample3 getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new SingletonExample3();
        }
        return instance;
    }
}

package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 懒汉模式（双重锁同步锁单例模式）
 *              单例实例在第一次使用的时候进行创建，这个类不是线程安全的
 */
public class SingletonExample4 {
 
    private SingletonExample4(){}
 
    private static SingletonExample4 instance = null;
 
    //线程不安全
    //当执行instance = new SingletonExample4();这行代码时，CPU会执行如下指令：
    //1.memory = allocate() 分配对象的内存空间
    //2.ctorInstance() 初始化对象
    //3.instance = memory 设置instance指向刚分配的内存
    //单纯执行以上三步没啥问题，但是在多线程情况下，可能会发生指令重排序。
    // 指令重排序对单线程没有影响，单线程下CPU可以按照顺序执行以上三个步骤，但是在多线程下，如果发生了指令重排序，则会打乱上面的三个步骤。
 
    //如果发生了JVM和CPU优化，发生重排序时，可能会按照下面的顺序执行：
    //1.memory = allocate() 分配对象的内存空间
    //3.instance = memory 设置instance指向刚分配的内存
    //2.ctorInstance() 初始化对象
 
 
    //假设目前有两个线程A和B同时执行getInstance()方法，A线程执行到instance = new SingletonExample4(); B线程刚执行到第一个 if (instance == null){处，
    //如果按照1.3.2的顺序，假设线程A执行到3.instance = memory 设置instance指向刚分配的内存，此时，线程B判断instance已经有值，就会直接return instance;
    //而实际上，线程A还未执行2.ctorInstance() 初始化对象，也就是说线程B拿到的instance对象还未进行初始化，这个未初始化的instance对象一旦被线程B使用，就会出现问题。
 
 
    public static SingletonExample4 getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (SingletonExample4.class){
                if(instance == null){
                    instance = new SingletonExample4();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 懒汉模式（双重锁同步锁单例模式）
 *              单例实例在第一次使用的时候进行创建，这个类是线程安全的
 */
public class SingletonExample5 {
 
    private SingletonExample5(){}
 
    //单例对象  volatile + 双重检测机制来禁止指令重排
    private volatile static SingletonExample5 instance = null;
 
    public static SingletonExample5 getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (SingletonExample5.class){
                if(instance == null){
                    instance = new SingletonExample5();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 饿汉模式，单例实例在类装载的时候进行创建，是线程安全的
 */
public class SingletonExample6 {
 
    private SingletonExample6(){}
 
    private static SingletonExample6 instance = null;
 
    static {
        instance = new SingletonExample6();
    }
 
    public static SingletonExample6 getInstance(){
        return instance;
    }
}

package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
 * @author binghe
 * @version 1.0.0
 * @description 枚举方式进行实例化，是线程安全的，此种方式也是线程最安全的
 */
public class SingletonExample7 {
 
    private SingletonExample7(){}
 
    public static SingletonExample7 getInstance(){
        return Singleton.INSTANCE.getInstance();
    }
 
    private enum Singleton{
        INSTANCE;
        private SingletonExample7 singleton;
 
        //JVM保证这个方法绝对只调用一次
        Singleton(){
            singleton = new SingletonExample7();
        }
        public SingletonExample7 getInstance(){
            return singleton;
        }
    }
}