这个单例模式线程安全吗？

Question

我有一个单例服务器实例，我很好奇我的代码是否是线程安全的。 我已经阅读了不同的单例模式，我认为通常的方法是double-checked locking模式，如下所示：

public static Singleton getInstance() {
    if(singleton == null) {
        synchronized(Singleton.class) {
            if(singleton == null) {
                singleton = new Singleton();
            }
        }
    }
    return singleton;
}

这被认为是设置/获取单身的有效线程安全方式。 我读过，获取和设置单例的最简单方法是lazy instantiation ，如下所示：

public static ClassicSingleton getInstance() {
    if(instance == null) {
        instance = new ClassicSingleton();
     }
     return instance;
}

现在我想知道的是我的变体是否是线程安全的。 我的代码：

public static void startServer(int listeningPortNumber) throws IOException {
    if (server != null) {
        throw new IOException("Connection exists");
    }

    server = new Server(listeningPortNumber);
}

我的代码与上面的惰性实例化模式非常相似，但我看不出我的代码是如何不是线程安全的。 有没有我没看到的东西，或者这是真正有效的代码？

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参考： http ： //www.javaworld.com/article/2073352/core-java/simply-singleton.html

Answer 1

这不安全。

想象一下如果两个线程同时调用startServer （或者足够接近它）会发生什么：

1. 线程A检查server != null ，并看到该server为空 - 因此它不会抛出异常
2. 线程B也是如此
3. 线程A现在实例化new Server(listeningPortNumber);
4. 线程B做同样的事情，并且可能在第二次实例化时发生了不好的事情

如果server不是volatile ，问题就更糟了，因为你甚至不再需要交错 - 线程A可能实例化new Server(...) ，但写入server字段是'线程B看了很长时间（可能永远），因为它没有刷新到主存储器。

但是，即使server是volatile ，由于交错，该方法也很有效。

Answer 2

不，懒惰的单例模式不是线程安全的。

如果你想在Java中使用线程安全版本的Singleton模式，你应该实现Bill Pugh的解决方案。 代码在这里：

public class OptimalSingleton
{
  protected OptimalSingleton()
  {
    // ...
  }

  private static class SingletonHolder
  {
    private final static OptimalSingleton INSTANCE = new OptimalSingleton();
  }

  public static OptimalSingleton getInstance()
  {
    return SingletonHolder.INSTANCE;
  }
}

关于SO的更多信息： Singleton模式（Bill Pugh的解决方案）

Answer 3

您的代码不是线程安全的。

假设您有两个线程，A和B，它们调用startServer(...) ，而在这些调用之前，服务器尚未初始化。 A传递一个值（a），B传递另一个值（b）到该方法。 您唯一知道的是，在每个线程中定义了操作的顺序。

所以以下是可能的：

A: check server != null  (false)
B: check server != null  (false)
A: server = new Server(a)
B: server = new Server(b)

显然，这违反了单身人士。 线程A将看到一个初始化为与传入的值不同的值的服务器，并且从未抛出异常。

Answer 4

您的代码不是线程安全的！ 假设2个不同的线程同时调用startServer方法两者都看到服务器变量为null所以将跳过if块并且每个线程创建一个Server实例！ 因此，您将在应用程序中以2个服务器实例结束。