Singleton パターンの問題点を解決する

要求されたオブジェクトを返すメソッド getInstance() 内でインスタンスを生成する場合のコードを書いてみる。

import java.util.*;

final class Single{
    private static Vector list = null;

    private Single(){} // インスタンス化禁止

    // オブジェクトを利用するときはこのメソッドを使用。
    public static Vector getInstance(){

        // 生成されていなければ生成する。
        if(list == null){
            list = new Vector();
        }

        return list;
    }
}

上記のコードの場合、getInstance() が複数のクライアントから同時に呼び出され、最初の処理が ifブロックに入り、new Vector() が実行される前に、後続の処理がifブロックに入った場合、new Vector() が２回実行されることになり、Singleton オブジェクトが複数生成されることになる。

これを避けるために同期化を使用してプログラムを修正する。

import java.util.*;

final class Single{
    private static Vector list = null;

    private Single(){} // インスタンス化禁止

    // オブジェクトを利用するときはこのメソッドを使用。
    synchronized public static Vector gerInstance(){

        // 生成されていなければ生成する。
        if(list == null){
            list = new Vector();
        }

        return list;
    }
}

これで getInstance() メソッドが複数のクライアントから同時に呼ばれても、排他状態で実行されるようになるため、オブジェクトが複数生成されることはなくなる。
ただし Singleton という制約を満たすことはできたが、この getInstance() メソッドが頻繁に呼ばれるメソッドの場合、待ち状態が多発することになり、パフォーマンスに著しい影響を及ぼすことになる。

これを解決するのがダブルチェックという方法である。ダブルチェックを使用してコードを修正してみる。
（注意）ダブルチェックはJVMの実装によって、正しく動作しない場合があります。

import java.util.*;

final class Single{
    private static Vector list = null;

    private Single(){} // インスタンス化禁止

    // オブジェクトを利用するときはこのメソッドを使用。
    public static Vector gerInstance(){

        // 生成されていなければ生成する。
        if(list == null){
            synchronized(list){
                if(list == null){
                    list = new Vector();
                }
            }
        }

        return list;
    }
}

これで２重にインスタンスが生成される問題が解決され、さらに一度インスタンスが生成されれば２度と synchronized ブロックには到達しないため、パフォーマンスに影響を及ぼすこともなくなる。