单例模式中的Double-Checked：volatile与两次判断的作用是？

01、什么是双重检查？

双重检查是一种用于单例模式的延迟初始化技术，它既保证了线程安全，又避免了每次获取实例时的同步开销.

代码实现

02、两次判断的作用解析

第一次判断：性能优化

if (instance == null) {  // 第一次检查
    synchronized (Singleton.class) {
        // ...
    }
}

作用：避免不必要的同步等待

• 当实例已经创建后，大部分线程会直接返回已存在的实例
• 只有第一次创建时需要进入同步块
• 大大提高了并发访问时的性能

第二次判断：线程安全保证

synchronized (Singleton.class) {
    if (instance == null) {  // 第二次检查
        instance = new Singleton();
    }
}

作用：防止重复创建实例

• 多个线程可能同时通过第一次检查
• 在等待锁的过程中，其他线程可能已经创建了实例
• 第二次检查确保即使多个线程进入同步块，也只有一个线程能创建实例

03、volatile的关键作用

为什么要用volatile？

private static volatile Singleton instance;

volatile在这里解决了指令重排序问题，这是很多开发者容易忽略的关键点。

问题根源：对象创建的非原子性

我们以为的instance = new Singleton()是原子操作，但实际上它包含三个步骤：

1. 分配内存空间
2. 初始化对象（调用构造函数）
3. 将引用指向内存地址

危险场景：

// 如果没有volatile，可能发生指令重排序：
// 步骤1：分配内存
// 步骤3：引用指向内存（此时instance != null，但对象未初始化）
// 步骤2：初始化对象

// 线程A执行到步骤3时，线程B看到instance不为null
// 直接返回未完全初始化的对象，导致程序错误

volatile的解决方案

• 禁止指令重排序：确保对象的初始化在引用赋值之前完成
• 保证可见性：确保一个线程修改instance后，其他线程立即看到最新值

04、小结

双重检查是一个经典的优化方案，它：

1. 通过两次判断：平衡了性能与线程安全
2. 通过volatile：解决了指令重排序带来的隐患
3. 适用于：需要延迟初始化且对性能要求较高的场景