Как сделать публичный статический несинхронизированный метод getInstance() возвращать несколько экземпляров частной статической ссылочной переменной в объект?

Question

Один из вопросов практического экзамена SCJP, с которым я столкнулся, предоставил код в классе SafeDeposit. Ответ на вопрос утверждал, что если бы другой класс использовал несколько потоков, чтобы было невозможно для несинхронизированного (не потокового) метода getInstance() возвращать несколько экземпляров SafeDeposit. Я пробовал и пытался и не могу получить метод toString(), чтобы указать, что создается еще один экземпляр SafeDeposit. Я что-то упускаю, или это только одна из тех вещей, которые «могут» произойти, но действительно ли это действительно маловероятно?

class SafeDeposit { 
    private static SafeDeposit sd; 
    public static SafeDeposit getInstance() { 
     if(sd == null) sd = new SafeDeposit(); 
     return sd; 
    } 
    private SafeDeposit() { } 
} 

public class PrivCon { 
    public static void main(String[] args) { 
     String checker; 
     SafeThief wizard = new SafeThief(); 
     SafeThief wizard2 = new SafeThief(); 
     for(int i = 0; i < 10; i ++) { 
      new Thread(wizard).start(); 
      new Thread(wizard2).start(); 
     } 
    } 
} 

class SafeThief implements Runnable { 
    public void run() { 
     System.out.println(SafeDeposit.getInstance().toString()); 
    } 
} 

Answer 1

это только одна из тех вещей, что «может» случиться, но на самом деле, на самом деле, на самом деле вряд ли произойдет?

Попробуйте этот код и посмотреть, как вряд ли он на самом деле:

class SafeDeposit { 
    private static SafeDeposit sd; 
    public static SafeDeposit getInstance() { 
    if(sd == null) sd = new SafeDeposit(); 
    return sd; 
    } 
    private SafeDeposit() { } 

    static void warmup() { 
    for (int i = 0; i < 100_000; i++) getInstance(); 
    sd = null; 
    } 
} 

public class PrivCon { 
    public static void main(String[] args) { 
    SafeDeposit.warmup(); 
    SafeThief wizard = new SafeThief(); 
    for(int i = 0; i < 10; i ++) new Thread(wizard).start(); 
    } 
} 

class SafeThief implements Runnable { 
    public void run() { 
    try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { } 
    System.out.println(SafeDeposit.getInstance().toString()); 
    } 
} 

Это мой типичный выход:

test.SafeDeposit@52e5376a 
test.SafeDeposit@34780af5 
test.SafeDeposit@351775bc 
test.SafeDeposit@2b1be57f 
test.SafeDeposit@6ae6235d 
test.SafeDeposit@6276e1db 
test.SafeDeposit@52e5376a 
test.SafeDeposit@302b2c81 
test.SafeDeposit@60f00e0f 
test.SafeDeposit@1732a4df 

Практически любые дубликаты на всех.

Если вы хотите знать, почему , это потому, что я добавил код прогрева, который вызвал метод getInstance() быть JIT-компилируется в агрессивно оптимизированной кусок кода, который использует привилегии, данные модели памяти Java.

Я также добавил sleep время до начала Runnable, потому что как только один поток записывает значение, те потоки, которые начинаются после этой точки, будут надежно наблюдать за записью. Поэтому лучше сначала начать все потоки, затем позвольте им позвонить getInstance.

Answer 2

Исправить. Это НЕ поточно,

if(sd == null)    // Thread B here <--- 
    sd = new SafeDeposit(); // Thread A here <--- 
return sd; 

Так что если у вас есть темы А и В, как описано выше, вы получите два экземпляра вашей Singleton экземпляры. Чтобы увидеть его, добавить метод печати в конструкторе, как это =

private SafeDeposit() { 
    System.out.println("In SafeDeposit constructor - Should only print ONCE"); 
    try { 
    Thread.sleep(2000);  // <-- Added to help reproduce multiple 
          //  instances being created. 
    } catch (Exception e) { 
    } 
} 

Answer 3

SafeDeposit конструктор работает атомарно в вашем коде, и вы не видите проблему. Чтобы смоделировать более реальную ситуацию, измените конструктор SafeDeposit на код ниже, и вы увидите результат самостоятельно.

private SafeDeposit() { 
     try { 
      Thread.sleep(5000); 
     } 
     catch (InterruptedException e) {} 
    } 

Answer 4

Способ подчеркнуть синглтон состоит в том, чтобы использовать CountDownLatch, чтобы заставить орду потоков спускаться на нее все сразу. К сожалению, этот код не распечатывает ничего, кроме 1, но я подозреваю, что это потому, что я тестирую его на одноядерном ноутбуке. Кто-нибудь проверит его на многоядерном процессоре и посмотрит, не распечатает ли он что-нибудь еще?

См. Комментарии ниже для результатов результатов теста, возвращающих результат> 1, что означает, что на самом деле было создано более одного экземпляра предполагаемого синглета.

public class Test { 

    static class SafeDeposit { 

     private static SafeDeposit sd; 

     public static SafeDeposit getInstance() { 
      if (sd == null) { 
       sd = new SafeDeposit(); 
      } 
      return sd; 
     } 

     private SafeDeposit() { 
     } 
    } 

    static final Set<SafeDeposit> deposits = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap<SafeDeposit,Boolean>()); 

    static class Gun implements Runnable { 
     private final CountDownLatch wait; 

     public Gun (CountDownLatch wait) { 
      this.wait = wait; 
     } 

     @Override 
     public void run() { 
      try { 
       // One more thread here and ready. 
       wait.countDown(); 
       // Wait for the starting pistol. 
       wait.await(); 
       // Grab an instance - nnnnnnnnow!!!. 
       SafeDeposit safe = SafeDeposit.getInstance(); 
       // Store it in the Set. 
       deposits.add(safe); 
      } catch (InterruptedException ex) { 
       Logger.getLogger(Test.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex); 
      } 

     } 
    } 

    // Use that many Threads 
    private static final int ArmySize = 1000; 

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
     // The Latch will wait for all threads to be ready. 
     CountDownLatch latch = new CountDownLatch(ArmySize); 
     Thread[] threads = new Thread[ArmySize]; 
     for (int i = 0; i < ArmySize; i++) { 
      // Make all threads and start them. 
      threads[i] = new Thread(new Gun(latch)); 
      threads[i].start(); 
     } 
     // Wait for all to complete. 
     for (int i = 0; i < ArmySize; i++) { 
      threads[i].join(); 
     } 
     // How many unique Safes did we et? 
     System.out.println(deposits.size()); 
    } 
}