首先理解什么是线程不安全的单例模式实现：最简单的懒汉式单例通常包含一个静态方法getInstance()用于创建或返回唯一的对象实例，但当多个线程同时调用这个方法时，可能会导致多次实例化的问题——这就是典型的非线程安全问题。
java
public class Singleton {
private static Singleton instance;
// 非线程安全的构造函数和 getInstance 方法
public Singleton () {}
public static Singleton getInstance(){
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
为了解决这个问题，我们可以引入同步机制来保障线程的安全性，即使用`synchronized`关键字修饰getInstance()方法：
java
public class ThreadSafeSingleton{
private volatile static ThreadSafeSingleton singletonInstance;
private ThreadSafeSingleton(){}
public synchronized static ThreadSafeSingleton getSingleton(){
if(singletonInstance==null){
singletonInstance= new ThreadSafeSingleton();
}
return singletonInstance ;
}
}
尽管上述方式能够解决线程安全问题，但由于每次获取实例都需要进行加锁操作，这无疑会带来性能上的损耗，特别是在高并发场景下表现尤为明显。
因此，更优的一种解决方案是采用双检锁定(Double-Check Locking)，结合volatile变量以及synchronized块的方式以提高效率：
java
public class DoubleCheckedLockingSingleton {
private volatile static DoubleCheckedLockingSingleton INSTANCE;
private DoubleCheckedLockingSingleton (){
}
public static DoubleCheckedLockingSingleton getInstance() {
if(INSTANCE == null){
synchronized (DoubleCheckedLockingSingleton.class) {
if(INSTANCE == null) {
INSTANCE = new DoubleCheckedLockingSingleton();
}
}
}
return INSTANCE;
}
}
在这个版本里，我们通过两次检查INSTANCE是否为空的方式来减少不必要的同步开销。第一次是在没有进入临界区的情况下快速判断；第二次则必须处于被保护状态下来做最终确认并完成可能的新建动作。而将INSTANCE声明为volatile，则能避免指令重排序带来的可见性和有序性问题，进一步加强了其实现的有效性和正确性。
总的来说，针对不同应用场景选择合适的线程安全单例模式实现实践是一种权衡的艺术 —— 在满足功能需求的同时尽量减小系统资源消耗、优化运行效能。深入理解和灵活运用这些技术手段有助于我们在实际项目开发过程中更好地处理复杂度较高或者竞争激烈的并发编程任务。
标签： 单例模式线程安全
