lsbwahaha

1. sudo -s
2. cd /System/Library/Frameworks/JavaVM.framework/Home
3. ln -s /Library/Java/JavaVirtualMachines/1.6.0_35-b10-428.jdk/Contents/Home/docs.jar
4. ln -s  /Library/Java/JavaVirtualMachines/1.6.0_35-b10-428.jdk/Contents/Home/src.jar
5. 最后跟windows類似，在eclipse中用command + click點(diǎn)擊查看一個(gè)類的源碼。然后選“add source"，選中上面的 src.jar 文件即可

地理位置索引支持是MongoDB的一大亮點(diǎn)，這也是全球最流行的LBS服務(wù)foursquare 選擇MongoDB的原因之一。我們知道，通常的數(shù)據(jù)庫(kù)索引結(jié)構(gòu)是B+ Tree，如何將地理位置轉(zhuǎn)化為可建立B+Tree的形式，下文將為你描述。

首先假設(shè)我們將需要索引的整個(gè)地圖分成16×16的方格，如下圖（左下角為坐標(biāo)0,0 右上角為坐標(biāo)16,16）：

單純的［x，y］的數(shù)據(jù)是無(wú)法建立索引的，所以MongoDB在建立索引的時(shí)候，會(huì)根據(jù)相應(yīng)字段的坐標(biāo)計(jì)算一個(gè)可以用來(lái)做索引的hash值，這個(gè)值叫做geohash，下面我們以地圖上坐標(biāo)為［4，6］的點(diǎn)（圖中紅叉位置）為例。

我們第一步將整個(gè)地圖分成等大小的四塊，如下圖：

劃分成四塊后我們可以定義這四塊的值，如下（左下為00，左上為01，右下為10，右上為11）：

01	11
00	10

這樣［4，6］點(diǎn)的geohash值目前為 00

然后再將四個(gè)小塊每一塊進(jìn)行切割，如下：

這時(shí)［4，6］點(diǎn)位于右上區(qū)域，右上的值為11，這樣［4，6］點(diǎn)的geohash值變?yōu)椋?011

繼續(xù)往下做兩次切分：

最終得到［4，6］點(diǎn)的geohash值為：00110100

這樣我們用這個(gè)值來(lái)做索引，則地圖上點(diǎn)相近的點(diǎn)就可以轉(zhuǎn)化成有相同前綴的geohash值了。

我們可以看到，這個(gè)geohash值的精確度是與劃分地圖的次數(shù)成正比的，上例對(duì)地圖劃分了四次。而MongoDB默認(rèn)是進(jìn)行26次劃分，這個(gè)值在建立索引時(shí)是可控的。具體建立二維地理位置索引的命令如下：

db.map.ensureIndex({point : "2d"}, {min : 0, max : 16, bits : 4})

其中的bits參數(shù)就是劃分幾次，默認(rèn)為26次。

單例創(chuàng)建模式是一個(gè)通用的編程習(xí)語(yǔ)。和多線程一起使用時(shí)，必需使用某種類型的同步。在努力創(chuàng)建更有效的代碼時(shí)，Java 程序員們創(chuàng)建了雙重檢查鎖定習(xí)語(yǔ)，將其和單例創(chuàng)建模式一起使用，從而限制同步代碼量。然而，由于一些不太常見(jiàn)的 Java 內(nèi)存模型細(xì)節(jié)的原因，并不能保證這個(gè)雙重檢查鎖定習(xí)語(yǔ)有效。它偶爾會(huì)失敗，而不是總失敗。此外，它失敗的原因并不明顯，還包含 Java 內(nèi)存模型的一些隱秘細(xì)節(jié)。這些事實(shí)將導(dǎo)致代碼失敗，原因是雙重檢查鎖定難于跟蹤。在本文余下的部分里，我們將詳細(xì)介紹雙重檢查鎖定習(xí)語(yǔ)，從而理解它在何處失效。

單例創(chuàng)建習(xí)語(yǔ)

要理解雙重檢查鎖定習(xí)語(yǔ)是從哪里起源的，就必須理解通用單例創(chuàng)建習(xí)語(yǔ)，如清單 1 中的闡釋：

                        import java.util.*;
            class Singleton
            {
            private static Singleton instance;
            private Vector v;
            private boolean inUse;
            private Singleton()
            {
            v = new Vector();
            v.addElement(new Object());
            inUse = true;
            }
            public static Singleton getInstance()
            {
            if (instance == null)          //1
            instance = new Singleton();  //2
            return instance;               //3
            }
            }
            

此類的設(shè)計(jì)確保只創(chuàng)建一個(gè) Singleton 對(duì)象。構(gòu)造函數(shù)被聲明為 private，getInstance() 方法只創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象。這個(gè)實(shí)現(xiàn)適合于單線程程序。然而，當(dāng)引入多線程時(shí)，就必須通過(guò)同步來(lái)保護(hù) getInstance() 方法。如果不保護(hù) getInstance() 方法，則可能返回 Singleton 對(duì)象的兩個(gè)不同的實(shí)例。假設(shè)兩個(gè)線程并發(fā)調(diào)用 getInstance() 方法并且按以下順序執(zhí)行調(diào)用：

1. 線程 1 調(diào)用 getInstance() 方法并決定 instance 在 //1 處為 null。
   
   
2. 線程 1 進(jìn)入 if 代碼塊，但在執(zhí)行 //2 處的代碼行時(shí)被線程 2 預(yù)占。
   
   
3. 線程 2 調(diào)用 getInstance() 方法并在 //1 處決定 instance 為 null。
   
   
4. 線程 2 進(jìn)入 if 代碼塊并創(chuàng)建一個(gè)新的 Singleton 對(duì)象并在 //2 處將變量 instance 分配給這個(gè)新對(duì)象。
   
   
5. 線程 2 在 //3 處返回 Singleton 對(duì)象引用。
   
   
6. 線程 2 被線程 1 預(yù)占。
   
   
7. 線程 1 在它停止的地方啟動(dòng)，并執(zhí)行 //2 代碼行，這導(dǎo)致創(chuàng)建另一個(gè) Singleton 對(duì)象。
   
   
8. 線程 1 在 //3 處返回這個(gè)對(duì)象。

結(jié)果是 getInstance() 方法創(chuàng)建了兩個(gè) Singleton 對(duì)象，而它本該只創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象。通過(guò)同步 getInstance() 方法從而在同一時(shí)間只允許一個(gè)線程執(zhí)行代碼，這個(gè)問(wèn)題得以改正，如清單 2 所示：

                        public static synchronized Singleton getInstance()
            {
            if (instance == null)          //1
            instance = new Singleton();  //2
            return instance;               //3
            }
            

清單 2 中的代碼針對(duì)多線程訪問(wèn) getInstance() 方法運(yùn)行得很好。然而，當(dāng)分析這段代碼時(shí)，您會(huì)意識(shí)到只有在第一次調(diào)用方法時(shí)才需要同步。由于只有第一次調(diào)用執(zhí)行了 //2 處的代碼，而只有此行代碼需要同步，因此就無(wú)需對(duì)后續(xù)調(diào)用使用同步。所有其他調(diào)用用于決定 instance 是非 null 的，并將其返回。多線程能夠安全并發(fā)地執(zhí)行除第一次調(diào)用外的所有調(diào)用。盡管如此，由于該方法是 synchronized 的，需要為該方法的每一次調(diào)用付出同步的代價(jià)，即使只有第一次調(diào)用需要同步。

為使此方法更為有效，一個(gè)被稱為雙重檢查鎖定的習(xí)語(yǔ)就應(yīng)運(yùn)而生了。這個(gè)想法是為了避免對(duì)除第一次調(diào)用外的所有調(diào)用都實(shí)行同步的昂貴代價(jià)。同步的代價(jià)在不同的 JVM 間是不同的。在早期，代價(jià)相當(dāng)高。隨著更高級(jí)的 JVM 的出現(xiàn)，同步的代價(jià)降低了，但出入 synchronized 方法或塊仍然有性能損失。不考慮 JVM 技術(shù)的進(jìn)步，程序員們絕不想不必要地浪費(fèi)處理時(shí)間。

因?yàn)橹挥星鍐?2 中的 //2 行需要同步，我們可以只將其包裝到一個(gè)同步塊中，如清單 3 所示：

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

清單 3 中的代碼展示了用多線程加以說(shuō)明的和清單 1 相同的問(wèn)題。當(dāng) instance 為 null 時(shí)，兩個(gè)線程可以并發(fā)地進(jìn)入 if 語(yǔ)句內(nèi)部。然后，一個(gè)線程進(jìn)入 synchronized 塊來(lái)初始化 instance，而另一個(gè)線程則被阻斷。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)線程退出 synchronized 塊時(shí)，等待著的線程進(jìn)入并創(chuàng)建另一個(gè) Singleton 對(duì)象。注意：當(dāng)?shù)诙€(gè)線程進(jìn)入 synchronized 塊時(shí)，它并沒(méi)有檢查 instance 是否非 null。

雙重檢查鎖定

為處理清單 3 中的問(wèn)題，我們需要對(duì) instance 進(jìn)行第二次檢查。這就是“雙重檢查鎖定”名稱的由來(lái)。將雙重檢查鎖定習(xí)語(yǔ)應(yīng)用到清單 3 的結(jié)果就是清單 4 。

                        public static Singleton getInstance()
            {
            if (instance == null)
            {
            synchronized(Singleton.class) {  //1
            if (instance == null)          //2
            instance = new Singleton();  //3
            }
            }
            return instance;
            }
            

雙重檢查鎖定背后的理論是：在 //2 處的第二次檢查使（如清單 3 中那樣）創(chuàng)建兩個(gè)不同的 Singleton 對(duì)象成為不可能。假設(shè)有下列事件序列：

1. 線程 1 進(jìn)入 getInstance() 方法。
   
   
2. 由于 instance 為 null，線程 1 在 //1 處進(jìn)入 synchronized 塊。
   
   
3. 線程 1 被線程 2 預(yù)占。
   
   
4. 線程 2 進(jìn)入 getInstance() 方法。
   
   
5. 由于 instance 仍舊為 null，線程 2 試圖獲取 //1 處的鎖。然而，由于線程 1 持有該鎖，線程 2 在 //1 處阻塞。
   
   
6. 線程 2 被線程 1 預(yù)占。
   
   
7. 線程 1 執(zhí)行，由于在 //2 處實(shí)例仍舊為 null，線程 1 還創(chuàng)建一個(gè) Singleton 對(duì)象并將其引用賦值給 instance。
   
   
8. 線程 1 退出 synchronized 塊并從 getInstance() 方法返回實(shí)例。
   
   
9. 線程 1 被線程 2 預(yù)占。
   
   
10. 線程 2 獲取 //1 處的鎖并檢查 instance 是否為 null。
    
    
11. 由于 instance 是非 null 的，并沒(méi)有創(chuàng)建第二個(gè) Singleton 對(duì)象，由線程 1 創(chuàng)建的對(duì)象被返回。

雙重檢查鎖定背后的理論是完美的。不幸地是，現(xiàn)實(shí)完全不同。雙重檢查鎖定的問(wèn)題是：并不能保證它會(huì)在單處理器或多處理器計(jì)算機(jī)上順利運(yùn)行。

雙重檢查鎖定失敗的問(wèn)題并不歸咎于 JVM 中的實(shí)現(xiàn) bug，而是歸咎于 Java 平臺(tái)內(nèi)存模型。內(nèi)存模型允許所謂的“無(wú)序?qū)懭?#8221;，這也是這些習(xí)語(yǔ)失敗的一個(gè)主要原因。

無(wú)序?qū)懭?/span>

為解釋該問(wèn)題，需要重新考察上述清單 4 中的 //3 行。此行代碼創(chuàng)建了一個(gè) Singleton 對(duì)象并初始化變量 instance 來(lái)引用此對(duì)象。這行代碼的問(wèn)題是：在 Singleton 構(gòu)造函數(shù)體執(zhí)行之前，變量 instance 可能成為非 null 的。

什么？這一說(shuō)法可能讓您始料未及，但事實(shí)確實(shí)如此。在解釋這個(gè)現(xiàn)象如何發(fā)生前，請(qǐng)先暫時(shí)接受這一事實(shí)，我們先來(lái)考察一下雙重檢查鎖定是如何被破壞的。假設(shè)清單 4 中代碼執(zhí)行以下事件序列：

1. 線程 1 進(jìn)入 getInstance() 方法。
   
   
2. 由于 instance 為 null，線程 1 在 //1 處進(jìn)入 synchronized 塊。
   
   
3. 線程 1 前進(jìn)到 //3 處，但在構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行之前，使實(shí)例成為非 null。
   
   
4. 線程 1 被線程 2 預(yù)占。
   
   
5. 線程 2 檢查實(shí)例是否為 null。因?yàn)閷?shí)例不為 null，線程 2 將 instance 引用返回給一個(gè)構(gòu)造完整但部分初始化了的 Singleton 對(duì)象。
   
   
6. 線程 2 被線程 1 預(yù)占。
   
   
7. 線程 1 通過(guò)運(yùn)行 Singleton 對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)并將引用返回給它，來(lái)完成對(duì)該對(duì)象的初始化。

此事件序列發(fā)生在線程 2 返回一個(gè)尚未執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)的對(duì)象的時(shí)候。

為展示此事件的發(fā)生情況，假設(shè)為代碼行 instance =new Singleton(); 執(zhí)行了下列偽代碼： instance =new Singleton();

mem = allocate();             //Allocate memory for Singleton object.
            instance = mem;               //Note that instance is now non-null, but
            //has not been initialized.
            ctorSingleton(instance);      //Invoke constructor for Singleton passing
            //instance.
            

這段偽代碼不僅是可能的，而且是一些 JIT 編譯器上真實(shí)發(fā)生的。執(zhí)行的順序是顛倒的，但鑒于當(dāng)前的內(nèi)存模型，這也是允許發(fā)生的。JIT 編譯器的這一行為使雙重檢查鎖定的問(wèn)題只不過(guò)是一次學(xué)術(shù)實(shí)踐而已。

為說(shuō)明這一情況，假設(shè)有清單 5 中的代碼。它包含一個(gè)剝離版的 getInstance() 方法。我已經(jīng)刪除了“雙重檢查性”以簡(jiǎn)化我們對(duì)生成的匯編代碼（清單 6）的回顧。我們只關(guān)心 JIT 編譯器如何編譯 instance=new Singleton(); 代碼。此外，我提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的構(gòu)造函數(shù)來(lái)明確說(shuō)明匯編代碼中該構(gòu)造函數(shù)的運(yùn)行情況。

class Singleton { private static Singleton instance; private boolean inUse; private int val; private Singleton() { inUse = true; val = 5; } public static Singleton getInstance() { if (instance == null) instance = new Singleton(); return instance; } }

清單 6 包含由 Sun JDK 1.2.1 JIT 編譯器為清單 5 中的 getInstance() 方法體生成的匯編代碼。

清單 6. 由清單 5 中的代碼生成的匯編代碼

;asm code generated for getInstance 054D20B0 mov eax,[049388C8] ;load instance ref 054D20B5 test eax,eax ;test for null 054D20B7 jne 054D20D7 054D20B9 mov eax,14C0988h 054D20BE call 503EF8F0 ;allocate memory 054D20C3 mov [049388C8],eax ;store pointer in ;instance ref. instance ;non-null and ctor ;has not run 054D20C8 mov ecx,dword ptr [eax] 054D20CA mov dword ptr [ecx],1 ;inline ctor - inUse=true; 054D20D0 mov dword ptr [ecx+4],5 ;inline ctor - val=5; 054D20D7 mov ebx,dword ptr ds:[49388C8h] 054D20DD jmp 054D20B0

注: 為引用下列說(shuō)明中的匯編代碼行，我將引用指令地址的最后兩個(gè)值，因?yàn)樗鼈兌家?054D20 開(kāi)頭。例如，B5 代表 test eax,eax。

匯編代碼是通過(guò)運(yùn)行一個(gè)在無(wú)限循環(huán)中調(diào)用 getInstance() 方法的測(cè)試程序來(lái)生成的。程序運(yùn)行時(shí)，請(qǐng)運(yùn)行 Microsoft Visual C++ 調(diào)試器并將其附到表示測(cè)試程序的 Java 進(jìn)程中。然后，中斷執(zhí)行并找到表示該無(wú)限循環(huán)的匯編代碼。

B0 和 B5 處的前兩行匯編代碼將 instance 引用從內(nèi)存位置 049388C8 加載至 eax 中，并進(jìn)行 null 檢查。這跟清單 5 中的 getInstance() 方法的第一行代碼相對(duì)應(yīng)。第一次調(diào)用此方法時(shí)，instance 為 null，代碼執(zhí)行到 B9。BE 處的代碼為 Singleton 對(duì)象從堆中分配內(nèi)存，并將一個(gè)指向該塊內(nèi)存的指針存儲(chǔ)到 eax 中。下一行代碼，C3，獲取 eax 中的指針并將其存儲(chǔ)回內(nèi)存位置為 049388C8 的實(shí)例引用。結(jié)果是，instance 現(xiàn)在為非 null 并引用一個(gè)有效的 Singleton 對(duì)象。然而，此對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)尚未運(yùn)行，這恰是破壞雙重檢查鎖定的情況。然后，在 C8 行處，instance 指針被解除引用并存儲(chǔ)到 ecx。CA 和 D0 行表示內(nèi)聯(lián)的構(gòu)造函數(shù)，該構(gòu)造函數(shù)將值 true 和 5 存儲(chǔ)到 Singleton 對(duì)象。如果此代碼在執(zhí)行 C3 行后且在完成該構(gòu)造函數(shù)前被另一個(gè)線程中斷，則雙重檢查鎖定就會(huì)失敗。

不是所有的 JIT 編譯器都生成如上代碼。一些生成了代碼，從而只在構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行后使 instance 成為非 null。針對(duì) Java 技術(shù)的 IBM SDK 1.3 版和 Sun JDK 1.3 都生成這樣的代碼。然而，這并不意味著應(yīng)該在這些實(shí)例中使用雙重檢查鎖定。該習(xí)語(yǔ)失敗還有一些其他原因。此外，您并不總能知道代碼會(huì)在哪些 JVM 上運(yùn)行，而 JIT 編譯器總是會(huì)發(fā)生變化，從而生成破壞此習(xí)語(yǔ)的代碼。

雙重檢查鎖定：獲取兩個(gè)

考慮到當(dāng)前的雙重檢查鎖定不起作用，我加入了另一個(gè)版本的代碼，如清單 7 所示，從而防止您剛才看到的無(wú)序?qū)懭雴?wèn)題。

清單 7. 解決無(wú)序?qū)懭雴?wèn)題的嘗試

public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized(Singleton.class) { //1 Singleton inst = instance; //2 if (inst == null) { synchronized(Singleton.class) { //3 inst = new Singleton(); //4 } instance = inst; //5 } } } return instance; }

看著清單 7 中的代碼，您應(yīng)該意識(shí)到事情變得有點(diǎn)荒謬。請(qǐng)記住，創(chuàng)建雙重檢查鎖定是為了避免對(duì)簡(jiǎn)單的三行 getInstance() 方法實(shí)現(xiàn)同步。清單 7 中的代碼變得難于控制。另外，該代碼沒(méi)有解決問(wèn)題。仔細(xì)檢查可獲悉原因。

此代碼試圖避免無(wú)序?qū)懭雴?wèn)題。它試圖通過(guò)引入局部變量 inst 和第二個(gè) synchronized 塊來(lái)解決這一問(wèn)題。該理論實(shí)現(xiàn)如下：

1. 線程 1 進(jìn)入 getInstance() 方法。
   
   
2. 由于 instance 為 null，線程 1 在 //1 處進(jìn)入第一個(gè) synchronized 塊。
   
   
3. 局部變量 inst 獲取 instance 的值，該值在 //2 處為 null。
   
   
4. 由于 inst 為 null，線程 1 在 //3 處進(jìn)入第二個(gè) synchronized 塊。
   
   
5. 線程 1 然后開(kāi)始執(zhí)行 //4 處的代碼，同時(shí)使 inst 為非 null，但在 Singleton 的構(gòu)造函數(shù)執(zhí)行前。（這就是我們剛才看到的無(wú)序?qū)懭雴?wèn)題。）
   
   
6. 線程 1 被線程 2 預(yù)占。
   
   
7. 線程 2 進(jìn)入 getInstance() 方法。
   
   
8. 由于 instance 為 null，線程 2 試圖在 //1 處進(jìn)入第一個(gè) synchronized 塊。由于線程 1 目前持有此鎖，線程 2 被阻斷。
   
   
9. 線程 1 然后完成 //4 處的執(zhí)行。
   
   
10. 線程 1 然后將一個(gè)構(gòu)造完整的 Singleton 對(duì)象在 //5 處賦值給變量 instance，并退出這兩個(gè) synchronized 塊。
    
    
11. 線程 1 返回 instance。
    
    
12. 然后執(zhí)行線程 2 并在 //2 處將 instance 賦值給 inst。
    
    
13. 線程 2 發(fā)現(xiàn) instance 為非 null，將其返回。

這里的關(guān)鍵行是 //5。此行應(yīng)該確保 instance 只為 null 或引用一個(gè)構(gòu)造完整的 Singleton 對(duì)象。該問(wèn)題發(fā)生在理論和實(shí)際彼此背道而馳的情況下。

由于當(dāng)前內(nèi)存模型的定義，清單 7 中的代碼無(wú)效。Java 語(yǔ)言規(guī)范（Java Language Specification，JLS）要求不能將 synchronized 塊中的代碼移出來(lái)。但是，并沒(méi)有說(shuō)不能將 synchronized 塊外面的代碼移入 synchronized 塊中。

JIT 編譯器會(huì)在這里看到一個(gè)優(yōu)化的機(jī)會(huì)。此優(yōu)化會(huì)刪除 //4 和 //5 處的代碼，組合并且生成清單 8 中所示的代碼。

清單 8. 從清單 7 中優(yōu)化來(lái)的代碼。

public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized(Singleton.class) { //1 Singleton inst = instance; //2 if (inst == null) { synchronized(Singleton.class) { //3 //inst = new Singleton(); //4 instance = new Singleton(); } //instance = inst; //5 } } } return instance; }

如果進(jìn)行此項(xiàng)優(yōu)化，您將同樣遇到我們之前討論過(guò)的無(wú)序?qū)懭雴?wèn)題。

用 volatile 聲明每一個(gè)變量怎么樣？

另一個(gè)想法是針對(duì)變量 inst 以及 instance 使用關(guān)鍵字 volatile。根據(jù) JLS（參見(jiàn) 參考資料），聲明成 volatile 的變量被認(rèn)為是順序一致的，即，不是重新排序的。但是試圖使用 volatile 來(lái)修正雙重檢查鎖定的問(wèn)題，會(huì)產(chǎn)生以下兩個(gè)問(wèn)題：

• 這里的問(wèn)題不是有關(guān)順序一致性的，而是代碼被移動(dòng)了，不是重新排序。
  
  
• 即使考慮了順序一致性，大多數(shù)的 JVM 也沒(méi)有正確地實(shí)現(xiàn) volatile。

第二點(diǎn)值得展開(kāi)討論。假設(shè)有清單 9 中的代碼：

清單 9. 使用了 volatile 的順序一致性

class test { private volatile boolean stop = false; private volatile int num = 0; public void foo() { num = 100; //This can happen second stop = true; //This can happen first //... } public void bar() { if (stop) num += num; //num can == 0! } //... }

根據(jù) JLS，由于 stop 和 num 被聲明為 volatile，它們應(yīng)該順序一致。這意味著如果 stop 曾經(jīng)是 true，num 一定曾被設(shè)置成 100。盡管如此，因?yàn)樵S多 JVM 沒(méi)有實(shí)現(xiàn) volatile 的順序一致性功能，您就不能依賴此行為。因此，如果線程 1 調(diào)用 foo 并且線程 2 并發(fā)地調(diào)用 bar，則線程 1 可能在 num 被設(shè)置成為 100 之前將 stop 設(shè)置成 true。這將導(dǎo)致線程見(jiàn)到 stop 是 true，而 num 仍被設(shè)置成 0。使用 volatile 和 64 位變量的原子數(shù)還有另外一些問(wèn)題，但這已超出了本文的討論范圍。有關(guān)此主題的更多信息，請(qǐng)參閱 參考資料。

解決方案

底線就是：無(wú)論以何種形式，都不應(yīng)使用雙重檢查鎖定，因?yàn)槟荒鼙ＷC它在任何 JVM 實(shí)現(xiàn)上都能順利運(yùn)行。JSR-133 是有關(guān)內(nèi)存模型尋址問(wèn)題的，盡管如此，新的內(nèi)存模型也不會(huì)支持雙重檢查鎖定。因此，您有兩種選擇：

• 接受如清單 2 中所示的 getInstance() 方法的同步。
  
  
• 放棄同步，而使用一個(gè) static 字段。

選擇項(xiàng) 2 如清單 10 中所示

清單 10. 使用 static 字段的單例實(shí)現(xiàn)

class Singleton { private Vector v; private boolean inUse; private static Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() { v = new Vector(); inUse = true; //... } public static Singleton getInstance() { return instance; } }

清單 10 的代碼沒(méi)有使用同步，并且確保調(diào)用 static getInstance() 方法時(shí)才創(chuàng)建 Singleton。如果您的目標(biāo)是消除同步，則這將是一個(gè)很好的選擇。

String 不是不變的

鑒于無(wú)序?qū)懭牒鸵迷跇?gòu)造函數(shù)執(zhí)行前變成非 null 的問(wèn)題，您可能會(huì)考慮 String 類。假設(shè)有下列代碼：

private String str; //... str = new String("hello");

String 類應(yīng)該是不變的。盡管如此，鑒于我們之前討論的無(wú)序?qū)懭雴?wèn)題，那會(huì)在這里導(dǎo)致問(wèn)題嗎？答案是肯定的。考慮兩個(gè)線程訪問(wèn) String str。一個(gè)線程能看見(jiàn) str 引用一個(gè) String 對(duì)象，在該對(duì)象中構(gòu)造函數(shù)尚未運(yùn)行。事實(shí)上，清單 11 包含展示這種情況發(fā)生的代碼。注意，這個(gè)代碼僅在我測(cè)試用的舊版 JVM 上會(huì)失敗。IBM 1.3 和 Sun 1.3 JVM 都會(huì)如期生成不變的 String。

清單 11. 可變 String 的例子

class StringCreator extends Thread { MutableString ms; public StringCreator(MutableString muts) { ms = muts; } public void run() { while(true) ms.str = new String("hello"); //1 } } class StringReader extends Thread { MutableString ms; public StringReader(MutableString muts) { ms = muts; } public void run() { while(true) { if (!(ms.str.equals("hello"))) //2 { System.out.println("String is not immutable!"); break; } } } } class MutableString { public String str; //3 public static void main(String args[]) { MutableString ms = new MutableString(); //4 new StringCreator(ms).start(); //5 new StringReader(ms).start(); //6 } }

此代碼在 //4 處創(chuàng)建一個(gè) MutableString 類，它包含了一個(gè) String 引用，此引用由 //3 處的兩個(gè)線程共享。在行 //5 和 //6 處，在兩個(gè)分開(kāi)的線程上創(chuàng)建了兩個(gè)對(duì)象 StringCreator 和 StringReader。傳入一個(gè) MutableString 對(duì)象的引用。StringCreator 類進(jìn)入到一個(gè)無(wú)限循環(huán)中并且使用值“hello”在 //1 處創(chuàng)建 String 對(duì)象。StringReader 也進(jìn)入到一個(gè)無(wú)限循環(huán)中，并且在 //2 處檢查當(dāng)前的 String 對(duì)象的值是不是 “hello”。如果不行，StringReader 線程打印出一條消息并停止。如果 String 類是不變的，則從此程序應(yīng)當(dāng)看不到任何輸出。如果發(fā)生了無(wú)序?qū)懭雴?wèn)題，則使 StringReader 看到 str 引用的惟一方法絕不是值為“hello”的 String 對(duì)象。

在舊版的 JVM 如 Sun JDK 1.2.1 上運(yùn)行此代碼會(huì)導(dǎo)致無(wú)序?qū)懭雴?wèn)題。并因此導(dǎo)致一個(gè)非不變的 String。

結(jié)束語(yǔ)

為避免單例中代價(jià)高昂的同步，程序員非常聰明地發(fā)明了雙重檢查鎖定習(xí)語(yǔ)。不幸的是，鑒于當(dāng)前的內(nèi)存模型的原因，該習(xí)語(yǔ)尚未得到廣泛使用，就明顯成為了一種不安全的編程結(jié)構(gòu)。重定義脆弱的內(nèi)存模型這一領(lǐng)域的工作正在進(jìn)行中。盡管如此，即使是在新提議的內(nèi)存模型中，雙重檢查鎖定也是無(wú)效的。對(duì)此問(wèn)題最佳的解決方案是接受同步或者使用一個(gè) static field。

posted @ 2011-05-08 19:17 胡鵬 閱讀(344) | 評(píng)論 (0) | 編輯 收藏