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关于java:阿里一面Spring-Bean-默认是单例的高并发情况下如何保证并发安全

jiezi

Spring 的 bean 默认都是单例的，某些状况下，单例是并发不平安的，以 Controller 举例，问题本源在于，咱们可能会在 Controller 中定义成员变量，如此一来，多个申请降临，进入的都是同一个单例的 Controller 对象，并对此成员变量的值进行批改操作，因而会相互影响，无奈达到并发平安（不同于线程隔离的概念，前面会解释到）的成果。

一、抛出问题

首先来举个例子，证明单例的并发不安全性：

@Controller
public class HomeController {
    private int i;
    @GetMapping("testsingleton1")
    @ResponseBody
    public int test1() {return ++i;}
}

屡次拜访此 url，能够看到每次的后果都是自增的，所以这样的代码显然是并发不平安的。

二、解决方案

因而，咱们为了让无状态的海量 Http 申请之间不受影响，咱们能够采取以下几种措施：

2.1 单例变原型

对 web 我的项目，能够 Controller 类上加注解 @Scope("prototype") 或@Scope("request")，对非 web 我的项目，在 Component 类上增加注解@Scope("prototype")。

长处：实现简略；

毛病：很大水平上增大了 bean 创立实例化销毁的服务器资源开销。

2.2 线程隔离类 ThreadLocal

有人想到了线程隔离类 ThreadLocal，咱们尝试将成员变量包装为 ThreadLocal，以试图达到并发平安，同时打印出 Http 申请的线程名，批改代码如下：

@Controller
public class HomeController {private ThreadLocal<Integer> i = new ThreadLocal<>();
    @GetMapping("testsingleton1")
    @ResponseBody
    public int test1() {if (i.get() == null) {i.set(0);
        }
        i.set(i.get().intValue() + 1);
        log.info("{} -> {}", Thread.currentThread().getName(), i.get());
        return i.get().intValue();
    }
}

举荐一个 Spring Boot 根底实战教程：
https://github.com/javastacks…

屡次拜访此 url 测试一把，打印日志如下：

[INFO] 2019-12-03 11:49:08,226 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-1 -> 1
[INFO] 2019-12-03 11:49:16,457 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-2 -> 1
[INFO] 2019-12-03 11:49:17,858 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-3 -> 1
[INFO] 2019-12-03 11:49:18,461 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-4 -> 1
[INFO] 2019-12-03 11:49:18,974 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-5 -> 1
[INFO] 2019-12-03 11:49:19,696 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-6 -> 1
[INFO] 2019-12-03 11:49:22,138 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-7 -> 1
[INFO] 2019-12-03 11:49:22,869 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-9 -> 1
[INFO] 2019-12-03 11:49:23,617 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-8 -> 1
[INFO] 2019-12-03 11:49:24,569 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-10 -> 1
[INFO] 2019-12-03 11:49:25,218 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-1 -> 2
[INFO] 2019-12-03 11:49:25,740 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-2 -> 2
[INFO] 2019-12-03 11:49:43,308 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-3 -> 2
[INFO] 2019-12-03 11:49:44,420 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-4 -> 2
[INFO] 2019-12-03 11:49:45,271 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-5 -> 2
[INFO] 2019-12-03 11:49:45,808 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-6 -> 2
[INFO] 2019-12-03 11:49:46,272 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-7 -> 2
[INFO] 2019-12-03 11:49:46,489 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-9 -> 2
[INFO] 2019-12-03 11:49:46,660 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-8 -> 2
[INFO] 2019-12-03 11:49:46,820 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-10 -> 2
[INFO] 2019-12-03 11:49:46,990 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-1 -> 3
[INFO] 2019-12-03 11:49:47,163 com.cjia.ds.controller.HomeController.test1(HomeController.java:50)
http-nio-8080-exec-2 -> 3
......

从日志剖析出，二十多次的间断申请失去的后果有 1 有 2 有 3 等等，而咱们冀望不论我并发申请有多少，每次的后果都是 1；同时能够发现 web 服务器默认的申请线程池大小为 10，这 10 个外围线程能够被之后不同的 Http 申请复用，所以这也是为什么雷同线程名的后果不会反复的起因。

总结：ThreadLocal 的形式能够达到线程隔离，但还是无奈达到并发平安。

2.3 尽量避免应用成员变量

有人说，单例 bean 的成员变量这么麻烦，能不必成员变量就尽量避免这么用，在业务容许的条件下，将成员变量替换为 RequestMapping 办法中的局部变量，多省事。这种形式天然是最失当的，自己也是最举荐。

代码批改如下：

@Controller
public class HomeController {@GetMapping("testsingleton1")
    @ResponseBody
    public int test1() {
         int i = 0;
         // TODO biz code
         return ++i;
    }
}

但当很少的某种状况下，必须应用成员变量呢，咱们该怎么解决？

2.4 应用并发平安的类

Java 作为功能性超强的编程语言，API 丰盛，如果非要在单例 bean 中应用成员变量，能够思考应用并发平安的容器，如 ConcurrentHashMap、ConcurrentHashSet 等等等等，将咱们的成员变量（个别能够是以后运行中的工作列表等这类变量）包装到这些并发平安的容器中进行治理即可。

2.5 分布式或微服务的并发平安

如果还要进一步思考到微服务或分布式服务的影响，形式 4 便不足以解决了，所以能够借助于能够共享某些信息的分布式缓存中间件如 Redis 等，这样即可保障同一种服务的不同服务实例都领有同一份共享信息（如以后运行中的工作列表等这类变量）。

三、补充阐明

spring bean 作用域有以下 5 个：

  • singleton：单例模式，当 spring 创立 applicationContext 容器的时候，spring 会欲初始化所有的该作用域实例，加上 lazy-init 就能够防止预处理；
  • prototype：原型模式，每次通过 getBean 获取该 bean 就会新产生一个实例，创立后 spring 将不再对其治理；

（上面是在 web 我的项目下才用到的）

  • request：搞 web 的大家都应该明确 request 的域了吧，就是每次申请都新产生一个实例，和 prototype 不同就是创立后，接下来的治理，spring 仍然在监听；
  • session：每次会话，同上；
  • global session：全局的 web 域，相似于 servlet 中的 application。

版权申明：本文为 CSDN 博主「DayDayUp 丶」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协定，转载请附上原文出处链接及本申明。原文链接：https://blog.csdn.net/songzeh…

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