我们都知道,饿汉式单例是线程安全的,也就是不会初始化的时候创建出两个对象来,但是为什么呢?

首先定义一个饿汉式单例如下:

 public class Singleton {
    // 私有化构造方法,以防止外界使用该构造方法创建新的实例
    private Singleton(){
    }
    // 默认是public,访问可以直接通过Singleton.instance来访问
    static Singleton instance = new Singleton();
}

之所以是线程安全的,是因为JVM在类加载的过程,保证了不会初始化多个static对象。类的生命周期主要是:

加载-->验证-->准备-->解析-->初始化-->使用-->卸载

上面的代码,实际上类成员变量instance是在初始化阶段的时候完成初始化,所有的类变量以及static静态代码块,都是在一个叫clinit()的方法里面完成初始化。这一点,使用jclasslib可以看出来:

clinit()方法是由虚拟机收集的,包含了static变量的赋值操作以及static代码块,所以我们代码中的static Singleton instance = new Singleton();就是在其中。虚拟机本身会保证clinit()代码在多线程并发的时候,只会有一个线程可以访问到,其他的线程都需要等待,并且等到执行的线程结束后才可以接着执行,但是它们不会再进入clinit()方法,所以是线程安全的。我们可以验证一下:

首先改造一下单例:

public class Singleton {
    // 私有化构造方法,以防止外界使用该构造方法创建新的实例
    private Singleton() {
    }

    // 默认是public,访问可以直接通过Singleton.instance来访问
    static Singleton instance = null;

    static {
        System.out.println("初始化static模块---开始");
        instance = new Singleton();
        try {
            System.out.println("初始化中...");
            Thread.sleep(20 * 1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("初始化static模块----结束");
    }
}

测试代码:

import java.io.*;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class SingletonTests {
    public static void main(String[] args) throws Exception, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchMethodException {
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("线程1开始尝试初始化单例");
                Singleton singleton = Singleton.instance;
                System.out.println("线程1获取到的单例:" + singleton);
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("线程2开始尝试初始化单例");
                Singleton singleton = Singleton.instance;
                System.out.println("线程2获取到的单例:" + singleton);
            }
        });
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

运行结果,一开始运行的时候,我们可以看到线程1进去了static代码块,它在初始化,线程2则在等待。

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待到线程1初始化完成的时候,线程2也不会再进入static代码块,而是和线程1取得同一个对象,由此可见,static代码块实际上就是线程安全的。

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Q.E.D.

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纵然缓慢,驰而不息。