java 单例模式中的双重检测为什么要加 volatile 关键字？

Question

Java 实现单例模式有方法有双重检测锁，代码如下：

public class Singleton {
    private static volatile Singleton singleton = null;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getSingleton(){
        if(singleton == null){
            synchronized (Singleton.class){
                if(singleton == null){
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }    
}

我理解的 synchronized 关键字实现了可见性、原子性和有序性，临界区中的代码可以重排序，但是不能重排序到临界区外面，synchronized 实现的可见性是临界区中代码执行结束之后，里面的共享变量会刷新到主内存中，那么如果 new Singleton() 方法被拆成了三个操作，并且经过重排序之后的顺序是这样的话：

1. 分配内存
2. 将实例引用赋值给 singleton 变量
3. 实例初始化

不管这三个操作怎么重排序，另外一个线程看到的结果都是这三个操作执行完成后的结果（因为 synchronized 的原子性），那不就相当于另外一个线程访问到的 singleton 如果不为 null 的话就肯定实例化了吗？为什么还要多此一举加个 volatile 关键字禁止重排序呢？

Answer 1

我大概了解你的疑惑点，上面的评论其实已经可以解决你的疑惑了。
另外一个线程访问到的 singleton 如果不为 null 的话就肯定实例化了吗
问题的关键在于，Sychronized加锁的位置，它没有对getSingleton()整个方法解锁，而是判断singleton为null后才会去抢锁，所以多个线程可以同时进入getSingleton方法。
由于synchronized 的有序性是持有相同锁的两个同步块只能串行的进入，即被加锁的内容要按照顺序被多个线程执行，但是其内部的同步代码还是会发生重排序，使块与块之间有序可见。
那么如果不加上volatile防止指令的重排序，new Singleton() 方法被拆成了三个操作，并且经过重排序之后的顺序是这样的话：

1. 分配内存
2. 将实例引用赋值给 singleton 变量
3. 实例初始化

其中线程A假设在sychronized块中将内存地址赋值给了对象，其他线程此时调用getSingleton()，发现singleton此时不为空了，那么直接返回singleton，但是此时singleton还未完成初始化，那么问题就出现了。

Answer 2

右上角单词：Singleton