Question

实现单例的一种常见（1，2）方法使用带有静态成员的内部类：

public class Singleton  {    
    private static class SingletonHolder {    
        public static final Singleton instance = new Singleton();
    }    

    public static Singleton getInstance() {    
        return SingletonHolder.instance;    
    }

    private Singleton() {
        //...
    }
}

据说这个实现是懒惰的初始化和线程安全的。但究竟是什么保证了它的线程安全？处理线程和锁定的JLS 17未提及静态字段具有任何发生在之前的关系。我怎样才能确定初始化只发生一次并且所有线程都看到同一个实例？

Answer 1

在Java Concurrency in Practice：

中有详细描述

延迟初始化持有者类idiom使用一个类，其唯一目的是初始化Resource。 JVM推迟初始化ResourceHolder类，直到它为止实际使用[JLS 12.4.1]，因为资源已初始化使用静态初始化程序，不需要额外的同步。任何线程对getresource的第一次调用都会导致ResourceHolder 被加载和初始化，此时初始化了资源通过静态初始化器发生。

静态初始化

静态初始化程序由JVM在类初始化时运行，在类加载之后但在任何线程使用该类之前。因为JVM在初始化期间获取锁[JLS 12.4.2]和这个锁是每个线程至少获得一次以确保 class已加载，静态初始化期间进行内存写入对所有线程自动可见。因此静态初始化在构造期间，对象不需要显式同步或被引用时。

Answer 2

首先我们需要了解两点：

加载类

时，静态初始化仅发生

声明中包含静态修饰符的字段称为静态字段或类变量。它们与类相关联，而不是与任何对象相关联。该类的每个实例共享一个类变量，该变量位于内存中的一个固定位置

...

类的初始化包括执行静态初始化器和类中声明的静态字段（类变量）的初始化器

这意味着静态初始化程序在初始化对象类时只执行一次（实际的 Class 对象，而不是类的实例）。

因为Java编程语言是多线程的，所以类或接口的初始化需要仔细同步，因为其他一些线程可能正在尝试同时初始化相同的类或接口。

对于每个类或接口 C ，都有一个唯一的初始化锁 LC 。从 C 到 LC 的映射由Java虚拟机实现决定。

现在，简单来说，当两个线程尝试初始化instance时，获取 LC 的第一个线程是实际初始化instnace的线程，并且因为它实现了静态地，java提供了它只发生一次的承诺。

有关初始化锁定的更多信息，请阅读JSL 17

具有内部类的Java Singleton - 什么保证线程安全？

2 个答案:

加载类

因为Java编程语言是多线程的，所以类或接口的初始化需要仔细同步，因为其他一些线程可能正在尝试同时初始化相同的类或接口。