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    Javaは、1995年にサン・マイクロシステムズが開発したプログラミング言語です。表記法はC言語に似ていますが、既存のプログラミング言語の短所を踏まえていちから設計されており、最初からオブジェクト指向性を備えてデザインされています。セキュリティ面が強力であることや、ネットワーク環境での利用に向いていることが特徴です。Javaで作られたソフトウェアは基本的にいかなるプラットフォームでも作動します。

[java] スレッドセーフなシングルトンについて

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Cheedaf

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javaのシングルトンについて調べているのですが、疑問が浮かんだので質問をさせてください。

javaでスレッドセーフなシングルトンクラスを書く場合は下記のようなものになると思います(ソースはココから拾ってきました)。

public class SingletonClass {

    private static volatile SingletonClass sSoleInstance;

    //private constructor.
    private SingletonClass(){

        //Prevent form the reflection api.
        if (sSoleInstance != null){
            throw new RuntimeException("Use getInstance() method to get the single instance of this class.");
        }
    }

    public static SingletonClass getInstance() {
        //Double check locking pattern
        if (sSoleInstance == null) { //Check for the first time

            synchronized (SingletonClass.class) {   //Check for the second time.
              //if there is no instance available... create new one
              if (sSoleInstance == null) sSoleInstance = new SingletonClass();
            }
        }

        return sSoleInstance;
    }
}

ここで、SingletonClassに「必要なときだけ生成して、誰からも(どのスレッドからも)参照されなくなったら開放する」という振る舞いを持たせるために、開放用のrelease()メソッドと参照カウンタを実装するとします。getInstance()でオブジェクトを取得し、用が済んだらrelease()します。どこからも参照されなくなった時点でsSoleInstance=nullをします。

public class SingletonClass {

    private static volatile SingletonClass sSoleInstance;
    private static int refCounter = 0;                          // 参照カウンター

    //private constructor.
    private SingletonClass(){

        //Prevent form the reflection api.
        if (sSoleInstance != null){
            throw new RuntimeException("Use getInstance() method to get the single instance of this class.");
        }
    }

    public static SingletonClass getInstance() {
        //Double check locking pattern
        if (sSoleInstance == null) { //Check for the first time

            synchronized (SingletonClass.class) {   //Check for the second time.
              //if there is no instance available... create new one
              if (sSoleInstance == null) {
                  sSoleInstance = new SingletonClass();
              }
            }
        }

        ++refCounter;                            // 参照カウンターを加算
        return sSoleInstance;
    }


    // 開放用のメソッド
    public static synchronized release() {
        if(sSoleInstance != null) {
            --refCounter;
            if(refCounter == 0) {
                sSoleInstance = null;
            }
        }
    }
}

いま、スレッドAだけがSingletonClassのインスタンスを持っている状態(refCount=1)で、新たにスレッドBがgetInstance()を呼んだとします。それとほぼ同時にスレッドAがrelease()を呼び出した場合、なにが起こるのでしょうか?release()sSoleInstance = null;のあとにgetInstance()sSoleInstance = new SingletonClass();が起こった場合は問題ないと思いますが、その逆はマズイのではないかと思います。どうすれば回避できるのでしょうか?

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質問に対する回答ではないのですが、「解放可能なシングルトン」なんてものを作るべきではないと考えます。

シングルトンは、いつどのようにアクセスしても同じインスタンスであることが重要なので、解放→再確保を可能としてしまえばその前提が崩れてしまいます。それこそ、

  1. コードAからgetInstanceして、releaseはするけれどその参照を保存しておく
  2. コードBからgetInstanceして、さらにreleaseしてしまう
  3. コードCからgetInstanceする

のようなコードを書けば、シングルトンのはずのインスタンスが2つできてしまって、「1つだけ」の絶対条件さえも守れません。外部でどのような使い方をしてもインスタンス1つ、の条件を守れるのが本来のシングルトンです。

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  • 2018/04/28 20:06

    >シングルトンは、いつどのようにアクセスしても同じインスタンスであることが重要なので、解放→再確保を可能としてしまえばその前提が崩れてしまいます

    ごもっともなご意見です。。。もはやシングルトンの実装になっていないことに今気が付きました。

    キャンセル

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参考情報

...
マルチスレッドに対応した例
実際のシステムでは複数のスレッドに同時にアクセスする場合があり、想定しないインスタンスが生成される場合があります。
その場合は、インスタンスを返すgetInstace()のメソッドをsynchronized指定し、同期処理をさせる必要があります。
...

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