Java-коды, которые не проходят проверку двойной блокировки

Question

Примечания: Я знаю, что до версии Java 5(выпущенной в 2004 году) двойная проверка блокировки не будет работать в Java, даже если вы добавите "volatile" в поле "instance". и после Java 5 изменчивая семантика была правильной для двойной проверки блокировки. Я также знаю, что без "volatile", двойная проверка блокировки не удастся даже после java5, из-за выполнения не по порядку. НО, мой вопрос: как написать код, чтобы доказать это (двойная проверка блокировки не удастся без "volatile")???

Я прочитал много статей о том, что двойная проверка блокировки не удастся выполнить в java, поэтому я думаю, что приведенные ниже коды, которые пытаются получить одноэлементный экземпляр SocketFactory, завершатся неудачей (поскольку поле "instance" не является volatile):

  private static SocketFactory instance  = null;
  private static SocketFactory getInstance() {
      if (instance == null) {
         synchronized (SocketFactory.class){
            if (instance == null){
               instance = new SocketFactory(); // line 1
            }
         }
      }
      return instance;
   }

но вопрос в том, что если вышеприведенный код потерпит неудачу, как я могу это доказать? Я попытался написать приведенные ниже коды (я думал, что если строка 1 будет переупорядочена, ссылка "instance" может указывать на объект SocketFactory с полем "built", равным "false"):

import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.file.*;

public class TIJ_doubleCheckingLock {

    static TIJ_doubleCheckingLock instance;

    private Object lock;

    private boolean constructed = false;

    {   
        constructed = false;
    }

    private TIJ_doubleCheckingLock() {
        try{
            Thread.sleep(10000);
        } catch(Exception e) {
        }
        constructed = true;
    }

    static TIJ_doubleCheckingLock getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (TIJ_doubleCheckingLock.class) {
                try{
                    Thread.sleep(1000);
                } catch(Exception e) {

                }
                if(instance == null) {
                    instance = new TIJ_doubleCheckingLock();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

    public static void main(String args[]) {
        class MyThread extends Thread {
                @Override
                public void run() {

                    TIJ_doubleCheckingLock instance = TIJ_doubleCheckingLock.getInstance();
                    String fileName = "TIJ_doubleCheckingLockResult.txt";
                    java.io.File file = new File(fileName);
                    try {
                        if(!instance.constructed) {
                            java.nio.file.Files.write(Paths.get(file.toURI()), (instance.constructed+"").
                                    getBytes("utf-8"), StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.APPEND);
                        }
                    } catch (Exception e) {
                    }
                }

        }

        Thread firstThread = new MyThread();
        firstThread.start();

        try{
            Thread.sleep(5000);
        } catch(Exception e) {}


        for(int i=0;i<10;i++) {
            Thread thread = new MyThread(); 
            thread.start();
        }
    }
}

но я никогда не вижу "ложь" в текстовом файле. так как я могу доказать, что блокировка двойной проверки не удастся?

Answer 1

Двойная проверка блокировки была нарушена в Java. Ваш код отлично работает с Java 5 и выше. С тех пор JVM получила новую модель памяти.

Также ваш код нуждается в volatile ключевое слово.

private static volatile SocketFactory instance;

Answer 2

Вам нужно знать разницу моего кода в синхронизированном:

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

/**
 * @author heyunxia ([e-mail])
 * @version 1.0
 * @since 2016-01-15 下午3:50
 */
public class SocketFactoryTest {

    public static void main(String[] args) {
        SocketFactoryTest test = new SocketFactoryTest();
        test.run();

    }

    private static final int COUNTER = 20;

    CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(COUNTER);

    public void run(){
        for(int i=0; i<COUNTER; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    SocketFactory.getInstance(barrier);
                }
            }).start();
        }
    }

}


class SocketFactory {
    private static SocketFactory instance = null;

    public static SocketFactory getInstance(CyclicBarrier barrier) {
        if (instance == null) {
            try {
                barrier.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (SocketFactory.class) {
                // option 1
                instance = new SocketFactory();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***");

                /*
                // option 2
                if (instance == null) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "***");
                    instance = new SocketFactory();
                }else {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-have already instanced...");
                }*/
            }
        }
        return instance;
    }
}