Java 中的Double Check Lock（转）-电脑学习网

Java 中的Double Check Lock（转）

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多线程与并发编程

Java多线程编程

对于多线程编程来说，同步问题是我们需要考虑的最多的问题，同步的锁什么时候加，加在哪里都需要考虑，当然在不影响功能的情况下，同步越少越好，锁加的越迟越优是我们都必须认同的。DCL（Double Check Lock）就是为了达到这个目的。

DCL简单来说就是check-lock-check-act，先检查再锁，锁之后再检查一次，最后才执行操作。这样做的目的是尽可能的推迟锁的时间。网上普遍举的一个例子是延迟加载的例子。

Java代码

public
class
LazySingleton{
private
static

volatile
LazySingletoninstance;
public
static
LazySingletongetInstantce(){
if
(instance==
null
){
synchronized
(LazySingleton.
class
){
if
(instance==
null
){
instance=new
LazySingleton();
}
}
}
return
instance;
}
}

对上面的例子来说，我们当然也可以把锁加载方法上，那样的话每次获取实例都需
要获取锁，但其实对这个instance来说，只有在第一次创建实例的时候才需要同步，所以为了减少同步，我们先check了一下，看看这个
instance是否为空，如果为空，表示是第一使用这个instance，那就锁住它，new一个LazySingleton的实例，下次另一个线程来
getInstance的时候，看到这个instance不为空，就表示已经创建过一个实例了，那就可以直接得到这个实例，避免再次锁。这是第一个
check的作用。

第二个check是解决锁竞争情况下的问题，假设现在两个线程来请求getInstance，A、B线程同时发现instance为空，因为我们
在方法上没有加锁，然后A线程率先获得锁，进入同步代码块，new了一个instance，之后释放锁，接着B线程获得了这个锁，发现instance已
经被创建了，就直接释放锁，退出同步代码块。所以这就是check-lock-then check。

网上有很多文章讨论DCL的失效问题，我就不赘述了，Java5之后可以通过将字段声明为volatile来避免这个问题。

我推荐一篇很好的文章《用happen-before规则重新审视DCL》，里面讲的非常好。

上面这个是最简单的例子，网上随处可见，双重检查的使用可不只限于单例的初始化，下面我举个实际使用中的例子。

缓存用户信息，我们用一个hashmap做用户信息的缓存，key是userId。

Java代码

public
class
UserCacheDBService{
private
volatile
Map<Long,UserDO>map=
new
ConcurrentHashMap<Long,UserDO>();
private
Objectmutex=
new
Object();
/**
*取用户数据，先从缓存中取，缓存中没有再从DB取
*@paramuserId
*@return
*/
public
UserDOgetUserDO(LonguserId){
UserDOuserDO=map.get(userId);
if
(userDO==
null
){①check
synchronized
(mutex){②lock
if
(!map.containsKey(userId)){③check
userDO=getUserFromDB(userId);④act
map.put(userId,userDO);
}
}
}
if
(userDO==
null
){⑤
userDO=map.get(userId);
}
return
userDO;
}
private
UserDOgetUserFromDB(LonguserId){
//TODOAuto-generatedmethodstub
return
null
;
}
}

Java代码

publicclassUserCacheDBService{
privatevolatileMap<Long,UserDO>map=newConcurrentHashMap<Long,UserDO>();
privateObjectmutex=newObject();
/**
*取用户数据，先从缓存中取，缓存中没有再从DB取
*@paramuserId
*@return
*/
publicUserDOgetUserDO(LonguserId){
UserDOuserDO=map.get(userId);
if(userDO==null){①check
synchronized(mutex){②lock
if(!map.containsKey(userId)){③check
userDO=getUserFromDB(userId);④act
map.put(userId,userDO);
}
}
}
if(userDO==null){⑤
userDO=map.get(userId);
}
returnuserDO;
}
privateUserDOgetUserFromDB(LonguserId){
//TODOAuto-generatedmethodstub
returnnull;
}
}

public class UserCacheDBService {
private volatile Map<Long, UserDO> map = new ConcurrentHashMap<Long, UserDO>();
private Object mutex = new Object();
/**
* 取用户数据，先从缓存中取，缓存中没有再从DB取
* @param userId
* @return
*/
public UserDO getUserDO(Long userId) {
UserDO userDO = map.get(userId);
if(userDO == null) {                            ① check
synchronized(mutex) {                       ② lock
if (!map.containsKey(userId)) {        ③ check
userDO = getUserFromDB(userId);    ④ act
map.put(userId, userDO);
}
}
}
if(userDO == null) {                             ⑤
userDO = map.get(userId);
}
return userDO;
}
private UserDO getUserFromDB(Long userId) {
// TODO Auto-generated method stub
return null;
}
}

三种做法：

1、
没有锁，即没有②和③，当在代码①处判断userDO为空之后，直接从DB取数据，这种情况下有可能会造成数据的错误。举个例子，A和B两个线程，A线程
需要取用户信息，B线程更新这个user，同时把更新后的数据放入map。在没有任何锁的情况下，A线程在时间上先于B线程，A首先从DB取出这个
user，随后线程调度，B线程更新了user，并把新的user放入map，最后A再把自己之前得到的老的user放入map，就覆盖了B的操作。B以
为自己已经更新了缓存，其实并没有。

2、
没有第二次check，即没有③的情况，在加锁之后立即从DB取数据，这种情况可能会多几次DB操作。同样A和B两个线程，都需要取用户信息，A和B在进
入代码①处时都发现map中没有自己需要的user，随后A线程率先获得锁，把新user放入map，释放锁，紧接着B线程获得锁，又从DB取了一次数据
放入map。

3、
双重检查，取用户数据的时候，我们首先从map中根据userId获取UserDO，然后check是否取到了user（即user是否为空），如果没有
取到，那就开始lock，然后再check一次map中是否有这个user信息（避免其他线程先获得锁，已经往map中放了这个user），没有的话，从
DB中得到user，放入map。

4、在⑤处又判断了一次userDO为空的话就从map中取一次，这是由于此线程有可能在代码③处发现map中已经存在这个userDO，就没有进行④操作。

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