面试题：Java双重检查锁定单例模式与内存可见性

在双重检查锁定单例模式中，将单例实例声明加上volatile关键字主要有以下原因：

防止指令重排序：在Java内存模型中，为了提高性能，编译器和处理器会对指令进行重排序。在单例模式的初始化过程中，可能会出现以下指令重排序问题。假设单例类为Singleton，代码如下：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

instance = new Singleton();这行代码并非是一个原子操作，它实际上分为三步： - 1. 分配内存空间给Singleton对象。 - 2. 初始化Singleton对象。 - 3. 将instance指向分配的内存空间。

由于指令重排序，步骤2和步骤3可能会交换顺序。在多线程环境下，当线程A执行到instance = new Singleton();，如果发生了指令重排序，先执行了步骤3，此时instance已经不为null，但对象还未初始化完成。如果此时线程B进入getInstance方法，判断instance != null，就会直接返回一个未初始化完成的instance，导致程序出错。

而加上volatile关键字后，volatile关键字禁止了指令重排序优化，保证了步骤1、2、3的执行顺序，从而确保在多线程环境下单例对象的正确初始化。

保证可见性：volatile关键字还能保证变量的可见性。当一个线程修改了volatile修饰的变量时，会立即将修改后的值刷新到主内存中，其他线程读取该变量时，会从主内存中获取最新的值。在单例模式中，若没有volatile修饰instance，当一个线程创建了单例对象并修改了instance的值后，其他线程可能无法及时看到这个修改，仍然认为instance为null，从而再次创建单例对象，破坏了单例模式的唯一性。

如果不加volatile关键字，在多线程环境下，可能会出现以下对单例模式正确性的影响：

创建多个实例：由于指令重排序导致其他线程获取到未初始化完成的对象，从而再次创建实例，破坏单例模式的唯一性。
使用未初始化完成的对象：线程获取到一个未完全初始化的单例对象，在使用该对象时可能会引发NullPointerException或其他未定义行为，导致程序运行错误。

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