作者|雷哥来源|Java面试真题解析（ID：aimianshi666）转载请联系授权（微信ID：GG_Stone）当面试官问“单例模式为什么一定要加volatile？”的时候，他指的是为什么惰性模式下的私有变量要是volatile？惰性模式是指创建对象时采用延迟加载的方式，不是在程序启动时就创建对象，而是在真正第一次使用对象时才创建对象。解释一下为什么要加volatile？先来看懒人模式的具体实现代码：publicclassSingleton{//1.防止外部直接new对象破坏单例模式privateSingleton(){}//2.通过私有变量保存单例实例对象[增加volatile修饰]privatestaticvolatileSingletoninstance=null;//3.提供获取单例对象的公共方法publicstaticSingletongetInstance(){if(instance==null){//第一个效果是synchronized(Singleton.class){if(instance==null){//第二个实例instance=newSingleton();}}}返回实例；}}从上面的代码我们可以看出，为了保证线程安全和高性能，代码中使用了两个if和synchronized来保证程序的执行。既然已经有synchronized保证线程安全，为什么要给变量加上volatile呢？在解释这个问题之前，我们首先要了解一个前置知识：volatile有什么用？1.volatile的作用主要有两个作用，一是解决内存可见性问题，二是防止指令重排序。1、内存可见性问题所谓内存可见性问题，就是多个线程同时操作一个变量。一个线程修改变量的值后，其他线程无法感知变量的修改。这就是内存可见性问题。使用volatile可以解决内存可见性的问题，比如下面的代码，不加volatile时，其实现如下：privatestaticbooleanflag=false;publicstaticvoidmain(String[]args){Threadt1=newThread(newRunnable(){@Overridepublicvoidrun(){//如果标志变量为真，执行将终止while(!flag){}System.out.println("终止执行");}});t1.开始（）；//1s后，修改flag变量的值为trueThreadt2=newThread(newRunnable(){@Overridepublicvoidrun(){try{Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}System.out.println("设置标志变量的值为真！");flag=true;}});t2.start();}上面程序的执行结果如下：但是，上面的程序在执行了N久之后，仍然没有结束执行，也就是说线程2修改了标志变量后，线程1根本感知不到变量的修改。那么，接下来，我们尝试给flag加上volatile，实现代码如下：publicclassvolatileTest{privatestaticvolatilebooleanflag=false;publicstaticvoidmain(String[]args){Threadt1=newThread(newRunnable(){@Overridepublicvoidrun(){//如果标志变量为真，终止执行while(!flag){}System.out.println("终止执行");}});t1.开始（）；//1s然后修改标志变量的值为真Threadt2=newThread(newRunnable(){@Overridepublicvoidrun(){try{Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}System.out.println("将标志变量的值设为真！");flag=true;}});t2.开始（）；}}以上程序的执行结果如下：从上面的执行结果可以看出，使用volatile后，程序中的内存可见性问题就可以解决了。2.防止指令重排序指令重排序是指在程序执行过程中，编译器或JVM经常对指令进行重排序以提高程序执行性能。指令重排序的初衷真的很好，在单线程中也能发挥很大的作用。但是，在多线程中，使用指令重排序可能会导致线程安全问题。所谓线程安全问题，就是指程序的执行结果，与我们的预期不符。比如我们期望的正确结果是0，但是程序的执行结果是1，那么这就是线程安全问题。使用volatile可以禁止指令重排序，从而保证程序在多线程时能够正确执行。2、为什么要用volatile？回到正题，我们在单例模式下使用volatile，主要是因为使用volatile可以禁止指令重排序，从而保证程序的正常运行。看到这里可能有读者会问了，不是已经用synchronized来保证线程安全了吗？那为什么要加volatile呢？看下面代码：publicclassSingleton{privateSingleton(){}//使用volatile禁止指令重复排序privatestaticvolatileSingletoninstance=null;publicstaticSingletongetInstance(){if(instance==null){//①synchronized(Singleton.class){if(instance==null){instance=newSingleton();//②}}}返回实例；}}注意上面的代码，我在①和②处标出了两行代码。在私有变量中加入volatile主要是为了防止在执行②，即“instance=newSingleton()”的执行过程中指令重新排序。这行代码看似只是一个创建对象的过程，但它的实际执行却分为以下3个步骤：创建内存空间。在内存空间中初始化对象Singleton。将内存地址赋给实例对象（执行这一步后，实例不等于null）。试想一下，如果不加volatile，那么线程1执行到上述代码的②点时，可能会进行指令重排序，将原来的1,2,3的执行顺序重新排序为1,3,2。但是，在特殊情况下情况下，线程1执行完步骤3后，如果线程2执行到上述代码的①点，判断实例对象不为null，但是线程1还没有实例化该对象。那么线程2会得到一个实例化的“半个”对象，这会导致程序执行错误，这就是为什么要在私有变量中加入volatile的原因。综上所述，使用volatile可以解决内存可见性问题，防止指令重排序。我们在单例模式下使用volatile主要是利用volatile后一个特性（防止指令重排序），从而避免多线程执行，因为指令重排序排序导致部分线程拿到一个没有完全实例化的对象，导致程序执行错误。
