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不使用synchronized和lock，如何實現(xiàn)一個線程安全的單例？（二）

如果不那么吹毛求疵的話，可以使用枚舉、靜態(tài)內(nèi)部類以及餓漢模式來實現(xiàn)單例模式。見：不使用synchronized和lock，如何實現(xiàn)一個線程安全的單例? 但是，上面這幾種方法其實底層也都用到了synchronized，那么有沒有什么辦法可以不使用synchronized和lock，如何實現(xiàn)一個線程安全的單例?

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答案是有的，那就是CAS。關(guān)于CAS，我博客中專門有一篇文章介紹過他，很多樂觀鎖都是基于CAS實現(xiàn)的。這里簡單介紹一下，詳細內(nèi)容見 樂觀鎖的一種實現(xiàn)方式——CAS

CAS是項樂觀鎖技術(shù)，當多個線程嘗試使用CAS同時更新同一個變量時，只有其中一個線程能更新變量的值，而其它線程都失敗，失敗的線程并不會被掛起，而是被告知這次競爭中失敗，并可以再次嘗試。

在JDK1.5 中新增java.util.concurrent(J.U.C)就是建立在CAS之上的。相對于對于synchronized這種阻塞算法，CAS是非阻塞算法的一種常見實現(xiàn)。所以J.U.C在性能上有了很大的提升。

借助CAS(AtomicReference)實現(xiàn)單例模式：

 
 
 
    
  
  
  
  1. public class Singleton { 
    2. 
  
  
  
  2.     private static final AtomicReference INSTANCE = new AtomicReference();  
    3. 
  
  
  
  3.  
    4. 
  
  
  
  4.     private Singleton() {} 
    5. 
  
  
  
  5.  
    6. 
  
  
  
  6.     public static Singleton getInstance() { 
    7. 
  
  
  
  7.         for (;;) { 
    8. 
  
  
  
  8.             Singleton singleton = INSTANCE.get(); 
    9. 
  
  
  
  9.             if (null != singleton) { 
    10. 
  
  
  
  10.                 return singleton; 
    11. 
  
  
  
  11.             } 
    12. 
  
  
  
  12.  
    13. 
  
  
  
  13.             singleton = new Singleton(); 
    14. 
  
  
  
  14.             if (INSTANCE.compareAndSet(null, singleton)) { 
    15. 
  
  
  
  15.                 return singleton; 
    16. 
  
  
  
  16.             } 
    17. 
  
  
  
  17.         } 
    18. 
  
  
  
  18.     } 
    19. 
  
  
  
  19. } 
    20.

代碼比較簡單，稍微了解一下AtomicReference的原理就可以看得懂。不了解的建議去看下，了解下這些CAS的實現(xiàn)。

用CAS的好處在于不需要使用傳統(tǒng)的鎖機制來保證線程安全,CAS是一種基于忙等待的算法,依賴底層硬件的實現(xiàn),相對于鎖它沒有線程切換和阻塞的額外消耗,可以支持較大的并行度。

CAS的一個重要缺點在于如果忙等待一直執(zhí)行不成功(一直在死循環(huán)中),會對CPU造成較大的執(zhí)行開銷。

【本文是專欄作者Hollis的原創(chuàng)文章，作者微信公眾號Hollis(ID：hollischuang)】


標題名稱：不使用synchronized和lock，如何實現(xiàn)一個線程安全的單例？（二）
文章起源：http://m.5511xx.com/article/djjecdi.html