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关于 Java static

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零、背景

同事分享《Effective Java》
其中第十章，并发部分例子有争议
变量是否需要(代码如下) static？
几个大佬说需要加，我众目睽睽下反驳不需要，略尴尬

// 是否需要加 static？才能保证单例正确
private volatile Singleton singleton;

一、程序关键代码

1.1 原程序(错误)

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public class Singleton {
   private volatile Singleton singleton;

   public Singleton() {
   }

   private Singleton getInstance() {
      if (singleton == null) {
         synchronized (Singleton.class) {
            if (singleton == null) {
               singleton = new Singleton();
            }
         }
      }
      return singleton;
   }
}

1.2 正确程序

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public class Singleton {
   private static volatile Singleton singleton;

   public Singleton() {
   }

   private Singleton getInstance() {
      if (singleton == null) {
         synchronized (Singleton.class) {
            if (singleton == null) {
               singleton = new Singleton();
            }
         }
      }
      return singleton;
   }
}

二、验证

2.1 验证程序

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public class Singleton {
   private static final AtomicInteger COUNT = new AtomicInteger(0);
   // 通过volatile关键字来确保安全
   private volatile Singleton singleton;

   public Singleton() {
   }

   private Singleton getInstance() {
      if (singleton == null) {
         synchronized (Singleton.class) {
            if (singleton == null) {
               System.out.println("new:" + COUNT.addAndGet(1));
               singleton = new Singleton();
            }
         }
      }
      return singleton;
   }

   @Test
   public void test() {
      int taskCount = 700;
      // 锁住所有线程，等待并发执行
      final CountDownLatch begin = new CountDownLatch(1);

      final ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(taskCount);

      for (int index = 0; index < taskCount; index++) {
         submitTask(begin, exec);
      }
      System.out.println("开始执行");
      // begin 减1 ，开始并发执行
      begin.countDown();
      //关闭执行
      exec.shutdown();
   }

   private void submitTask(CountDownLatch begin, ExecutorService exec) {
      Runnable run = () -> {
         try {
            // 等待，所有一起执行
            begin.await();
            //开始模拟等待。。。
            Singleton singleton = new Singleton();
            Singleton instance = singleton.getInstance();
            System.out.println(Objects.isNull(instance));
         } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
         }
      };
      exec.submit(run);
   }
}

2.2 验证结果

带 static 的结果符合预期
对象只创建一次，并且返回结果均不为 null

2.2.1 不带 static

开始执行
new:1
new:2
new:3
false
true
省略几十行….

2.2.2 带 static

开始执行
new:1
false

三、原因分析

static变量也称作静态变量，静态变量和非静态变量的区别是：静态变量被所有的对象所共享，在内存中只有一个副本，它当且仅当在类初次加载时会被初始化。
而非静态变量是对象所拥有的，在创建对象的时候被初始化，存在多个副本，各个对象拥有的副本互不影响。

关键：static 变量在内存中只有一个副本，由所有对象共享。

四、参考