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不使用synchronized和lock，如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程安全的單例？（二）

如果不那么吹毛求疵的話，可以使用枚舉、靜態(tài)內(nèi)部類以及餓漢模式來(lái)實(shí)現(xiàn)單例模式。見(jiàn)：不使用synchronized和lock，如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程安全的單例? 但是，上面這幾種方法其實(shí)底層也都用到了synchronized，那么有沒(méi)有什么辦法可以不使用synchronized和lock，如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程安全的單例?

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答案是有的，那就是CAS。關(guān)于CAS，我博客中專門有一篇文章介紹過(guò)他，很多樂(lè)觀鎖都是基于CAS實(shí)現(xiàn)的。這里簡(jiǎn)單介紹一下，詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn) 樂(lè)觀鎖的一種實(shí)現(xiàn)方式——CAS

CAS是項(xiàng)樂(lè)觀鎖技術(shù)，當(dāng)多個(gè)線程嘗試使用CAS同時(shí)更新同一個(gè)變量時(shí)，只有其中一個(gè)線程能更新變量的值，而其它線程都失敗，失敗的線程并不會(huì)被掛起，而是被告知這次競(jìng)爭(zhēng)中失敗，并可以再次嘗試。

在JDK1.5 中新增java.util.concurrent(J.U.C)就是建立在CAS之上的。相對(duì)于對(duì)于synchronized這種阻塞算法，CAS是非阻塞算法的一種常見(jiàn)實(shí)現(xiàn)。所以J.U.C在性能上有了很大的提升。

借助CAS(AtomicReference)實(shí)現(xiàn)單例模式：

 
 
 
    
  
  
  
  1. public class Singleton { 
    2. 
  
  
  
  2.     private static final AtomicReference INSTANCE = new AtomicReference();  
    3. 
  
  
  
  3.  
    4. 
  
  
  
  4.     private Singleton() {} 
    5. 
  
  
  
  5.  
    6. 
  
  
  
  6.     public static Singleton getInstance() { 
    7. 
  
  
  
  7.         for (;;) { 
    8. 
  
  
  
  8.             Singleton singleton = INSTANCE.get(); 
    9. 
  
  
  
  9.             if (null != singleton) { 
    10. 
  
  
  
  10.                 return singleton; 
    11. 
  
  
  
  11.             } 
    12. 
  
  
  
  12.  
    13. 
  
  
  
  13.             singleton = new Singleton(); 
    14. 
  
  
  
  14.             if (INSTANCE.compareAndSet(null, singleton)) { 
    15. 
  
  
  
  15.                 return singleton; 
    16. 
  
  
  
  16.             } 
    17. 
  
  
  
  17.         } 
    18. 
  
  
  
  18.     } 
    19. 
  
  
  
  19. } 
    20.

代碼比較簡(jiǎn)單，稍微了解一下AtomicReference的原理就可以看得懂。不了解的建議去看下，了解下這些CAS的實(shí)現(xiàn)。

用CAS的好處在于不需要使用傳統(tǒng)的鎖機(jī)制來(lái)保證線程安全,CAS是一種基于忙等待的算法,依賴底層硬件的實(shí)現(xiàn),相對(duì)于鎖它沒(méi)有線程切換和阻塞的額外消耗,可以支持較大的并行度。

CAS的一個(gè)重要缺點(diǎn)在于如果忙等待一直執(zhí)行不成功(一直在死循環(huán)中),會(huì)對(duì)CPU造成較大的執(zhí)行開(kāi)銷。

【本文是專欄作者Hollis的原創(chuàng)文章，作者微信公眾號(hào)Hollis(ID：hollischuang)】


文章標(biāo)題：不使用synchronized和lock，如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程安全的單例？（二）
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