Синглтон на основе DCL

#java #многопоточность

Существует такая реализация синглтона на основе double checked locking (пункт 2):

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

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


Вопрос 1: для чего здесь используется localInstance? Почему бы не сделать вот так:

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

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


?

У меня есть предположение: чтение volatile-поле обходится несколько дороже, чем чтение
обычного поля, либо локальной переменной, поэтому здесь и используется локальная переменная.
Если я прав и кто-то может расписать этот момент по-подробнее - буду признателен.

Вопрос 2: Почему в данном классе не объявлен приватный конструктор? Ведь в случае
его отсутствия где-то в коде можно явно создать экземпляр данного класса.
    

Ответы

Ответ 1

Это сделано, отчасти из за производительности, отчасти из за того, что если не использовать
дополнительной локальной переменной, то код может работать не корректно.  

А именно, если мы напишем в synchronized :

instance = new Singleton();


А Singleton будет иметь, например, такую структуру:

class Singleton {
    private Object obj;
    Singleton(){
       obj = new Object();
    }
}


То, компилятор может заинлайнить конструктор, при этом не сохранив порядок операций.
Т.е. может получиться следующее:


Создается объект Singleton
Присваивается значению instance
Инициализируются поля у созданного объекта


Такая ситуация называется небезопасной публикацией. Чтобы ее исправить достаточно,
определить поля либо final, либо volatile (есть еще варианты).

Хорошая статья с примерами на данную тему

PS. кому интересно, можете запустить у себя jsctress тест и поиграться с различными
вариациями.


Ответ 2

localInstance нужен для повышения производительности этого кода.  

В случаях, когда instance уже инициализирован(т.е. в большинстве случаев)
это позволяет не обращаться к volatile полю второй раз,
при return instance вместо return localInstance

Источник: Joshua Bloch "Effective Java, Second Edition", p. 283-284
Там он утверждает, что это позволяет добиться прироста производительности в 25%



По поводу второго вопроса - полагаю, что приватный конструктор в синглтоне - нечто
само собой разумеющееся.
Поэтому, при обсуждении более глубоких деталей реализации этот момент допустимо опустить.