面试题：Java双重检查锁定单例模式中的空指针问题

Question

请简述在Java双重检查锁定单例模式实现中，为什么在第一次检查实例是否为空后还需要第二次检查？如果省略第二次检查可能会出现什么问题？

Answer 1

1. 第二次检查的原因：
   • 第一次检查 if (singleton == null) 是为了在多线程环境下，避免不必要的同步开销。当多个线程同时访问 getInstance 方法时，如果已经有实例创建，大部分线程可以直接返回实例，而不需要进入同步块。
   • 然而，当第一个线程通过第一次检查进入同步块，在创建实例之前，第二个线程可能也通过了第一次检查（因为此时实例还未创建）。所以需要在同步块内进行第二次检查 if (singleton == null)，确保只有一个线程创建实例。
2. 省略第二次检查的问题：
   • 如果省略第二次检查，当多个线程同时通过第一次检查进入同步块后，每个线程都会创建一个实例，这样就无法保证单例模式的唯一性，违背了单例模式的初衷。

示例代码如下：

public class Singleton {
    private static volatile Singleton singleton;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) { // 第一次检查
            synchronized (Singleton.class) {
                if (singleton == null) { // 第二次检查
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

这里 volatile 关键字用于保证 singleton 变量的可见性和禁止指令重排序，防止在实例创建过程中出现问题。