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我们知道
饿汉式的实现
是线程安全的,没有延迟加载(Lazy Loading),下面我们深入研究下为什么。
饿汉式的实现如下:
private static Singleton singleton = new Singleton();
private Singleton() {}
public static Singleton getSignleton(){
return singleton ;
}
}
在介绍饿汉式时我们大多会说这种实现是线程安全的,实例在类加载时实例化,有JVM保证线程安全。
虚拟机是怎么保证饿汉式实现的线程安全?
先介绍类生命周期的7个阶段,前面的5个阶段为类加载阶段,每个阶段作用不详细介绍了:
首先,
singleton
作为类成员变量的实例化发生在类
Singleton 类
加载的初始化阶段,初始化阶段是执行类构造器<clinit>()
方法的过程。
<clinit>()
方法是由编译器自动收集类中的所有类变量(static)的赋值动作和静态语句块(static{})块中的语句合并产生的。因此,
private
static
Singleton
singleton
=
new
Singleton();
也会被放入到这个方法中。
虚拟机会保证一个类的
<clinit>()
方法在多线程环境中被正确的加锁、同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的
<clinit>()
方法,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行
<clinit>()
方法完毕。需要注意的是,其他线程虽然会被阻塞,但如果执行
<clinit>()
方法的那条线程退出
<clinit>()
方法后,其他线程唤醒后不会再次进入
<clinit>()
方法。同一个类加载器下,一个类型只会初始化一次。
回答了线程安全的问题,我们再看看这个实现为什么不是
延迟加载的?
什么情况下需要开始类加载过程的第一个阶段——
加载,Java虚拟机规范中没有进行强制的约束,这点可以交给虚拟机的具体实现来自由把握。但是对于初始化阶段,虚拟机规范则是严格规定了
有且只有以下5种情况必须立即对类进行“初始化”(而加载、验证、准备自然需要在此之前完成)。
- 遇到new, getstatic, putstatic, invokestatic这4条字节码指令时,如果类没有进行过初始化,由需要先触发其初始化。生成这4条指令的最常见的Java代码场景是:使用new关键字实例化对象,读取或设置一个类的静态字段(被fina修饰的静态字段除外,其已在编译期把值放入了常量池中),以及调用一个类的静态方法。
- 使用java.lang.reflect包的方法 对类进行反射时,如果类没有进行过初始化,由需要先触发其初始化。
- 初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行初始化,由先触发其父类的初始化。
- 当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类(包含main()方法的那个类),虚拟杨会先初始化这个主类。
- 当使用JDK 1.7的动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getstatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄,并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
参考:《深入理解Java虚拟机 JVM高级特性与最佳实践》