volatile和内部类实现单例模式的原理（自我理解）

之前一直对利用volatile实现单例模式的原理不太了解，今天看了一片关于volatile的文章，终于有些了解，在这里记录一下，顺便列一下对内部类实现单例的理解，避免忘记。
首先说一下关于多线程比较注意的几个点，原子性，可见性（共享变量修改之后其他线程能立即更新），有序性（处理器为提升效率，会在保证结果的情况，改变代码运行顺序，此处说的是单线程情况下）。通过synchronized和lock可以达到上面的方法。
volatile可以实现可见性，和有序性。volatile修饰的变量，在被修改之后会被强制写入主存，并使其他线程中的该共享变量的拷贝失效，只能从主存中读取最新的值，以此来保证可见性。但是注意，因为volatile不能保证原子性，所以对于一些非原子性的操作，例如下面的代码，输出结果不为10000。在inc做自增之前，先读取，多个线程读取的值并不是自增之后的值，两次自增可能还是从0变为1。

public class Test {    public volatile int inc = 0;    public void increase() {        inc++;    }    public static void main(String[] args) {        final Test test = new Test();        for(int i=0;i<10;i++){            new Thread(){                public void run() {                    for(int j=0;j<1000;j++)                        test.increase();                };            }.start();        }        while(Thread.activeCount()>1)  //保证前面的线程都执行完            Thread.yield();        System.out.println(test.inc);    }}

其次可见性的保证是volatile会禁止指令重排：
1）当程序执行到volatile变量的读操作或者写操作时，在其前面的操作的更改肯定全部已经进行，且结果已经对后面的操作可见；在其后面的操作肯定还没有进行；

2）在进行指令优化时，不能将在对volatile变量访问的语句放在其后面执行，也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行。

（个人理解：volatile变量操作的相对位置不会改变，在其之前，之后的代码块内部会被指令重排，但是整体是会在其之前，之后执行，这也是后面实现单例的原因）

下面来看下要说的volatile的单例模式

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

变量初始化，分为几个步骤，分配内存，构造函数，赋值（引用），这三个操作有可能会被乱序，先分配内存，赋值，最后构造函数，所以在没有volatile修饰的情况下，有可能导致线程a已经分配内存，并赋值，但是暂时未执行构造函数，此时instance不为null，此时线程b阻塞a，判断instance不为null，返回不完整对象，程序执行就会出错。
加了volatile之后，正常的执行顺序分配内存，构造函数（操作变量），赋值（引用）不会被改变，即使线程被阻塞，在检查是否为null时不会出现之前的情况，也就能保证执行正确。

最后看下内部类的单例模式

public class Singleton { private Singleton() {} public static class Holder {  // 这里的私有没有什么意义  /* private */static Singleton instance = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() {  // 外围类能直接访问内部类（不管是否是静态的）的私有变量  return Holder.instance; }}

在访问instance之前，内部类不会被加载，在访问时instance会和内部类同步加载，对于Singleton类来说已经做到了延迟加载。

参考文章：
1、Java并发编程：volatile关键字解析
2、单例模式与双重检测