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Spring 中的 Controller 和Service是線程安全的嗎

結論:不是線程安全的Spring容器中的Bean是否線程安全,容器本身并沒有提供Bean的線程安全策略,因此可以說Spring容器中的Bean本身不具備線程安全的特性,但是具體還是要結合具體scope的Bean去研究。Spring的bean作用域(

  結論:不是線程安全的

  Spring容器中的Bean是否線程安全,容器本身并沒有提供Bean的線程安全策略,因此可以說Spring容器中的Bean本身不具備線程安全的特性,但是具體還是要結合具體scope的Bean去研究。Spring 的 bean 作用域(scope)類型

  · singleton:單例,默認作用域。

  · prototype:原型,每次創建一個新對象。

  · request:請求,每次Http請求創建一個新對象,適用于WebApplicationContext環境下。

  · session:會話,同一個會話共享一個實例,不同會話使用不用的實例。

  · global-session:全局會話,所有會話共享一個實例。

  線程安全這個問題,要從單例與原型Bean分別進行說明。原型Bean對于原型Bean,每次創建一個新對象,也就是線程之間并不存在Bean共享,自然是不會有線程安全的問題。單例Bean對于單例Bean,所有線程都共享一個單例實例Bean,因此是存在資源的競爭。如果單例Bean,是一個無狀態Bean,也就是線程中的操作不會對Bean的成員執行查詢以外的操作,那么這個單例Bean是線程安全的。比如Spring mvc 的 Controller、Service、Dao等,這些Bean大多是無狀態的,只關注于方法本身。

  spring單例,為什么controller、service和dao確能保證線程安全?

  Spring中的Bean默認是單例模式的,框架并沒有對bean進行多線程的封裝處理。實際上大部分時間Bean是無狀態的(比如Dao) 所以說在某種程度上來說Bean其實是安全的。但是如果Bean是有狀態的 那就需要開發人員自己來進行線程安全的保證,最簡單的辦法就是改變bean的作用域 把 "singleton"改為’‘protopyte’ 這樣每次請求Bean就相當于是 new Bean() 這樣就可以保證線程的安全了。

  · 有狀態就是有數據存儲功能

  · 無狀態就是不會保存數據    controller、service和dao層本身并不是線程安全的,只是如果只是調用里面的方法,而且多線程調用一個實例的方法,會在內存中復制變量,這是自己的線程的工作內存,是安全的。

  想理解原理可以看看《深入理解JVM虛擬機》,2.2.2節:

  Java虛擬機棧是線程私有的,它的生命周期與線程相同。虛擬機棧描述的是Java方法執行的內存模型:每個方法在執行的同時都會創建一個棧幀用于存儲局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口等信息。

  《Java并發編程實戰》第3.2.2節:

  局部變量的固有屬性之一就是封閉在執行線程中。它們位于執行線程的棧中,其他線程無法訪問這個棧。

  所以其實任何無狀態單例都是線程安全的。Spring的根本就是通過大量這種單例構建起系統,以事務腳本的方式提供服務。

  首先問@Controller @Service是不是線程安全的?

  答:默認配置下不是的。為啥呢?因為默認情況下@Controller沒有加上@Scope,沒有加@Scope就是默認值singleton,單例的。意思就是系統只會初始化一次Controller容器,所以每次請求的都是同一個Controller容器,當然是非線程安全的。舉個栗子:

  @RestController

  public class TestController {

  private int var = 0;

  @GetMapping(value = "/test_var")

  public String test() {

  System.out.println("普通變量var:" + (++var));

  return "普通變量var:" + var ;

  }

  }

  在postman里面發三次請求,結果如下:

  普通變量var:1

  普通變量var:2

  普通變量var:3

  說明他不是線程安全的。怎么辦呢?可以給他加上上面說的@Scope注解,如下:

  @RestController

  @Scope(value = "prototype") // 加上@Scope注解,他有2個取值:單例-singleton 多實例-prototype

  public class TestController {

  private int var = 0;

  @GetMapping(value = "/test_var")

  public String test() {

  System.out.println("普通變量var:" + (++var));

  return "普通變量var:" + var ;

  }

  }

  這樣一來,每個請求都單獨創建一個Controller容器,所以各個請求之間是線程安全的,三次請求結果:

  普通變量var:1

  普通變量var:1

  普通變量var:1

  加了@Scope注解多的實例prototype是不是一定就是線程安全的呢?

  @RestController

  @Scope(value = "prototype") // 加上@Scope注解,他有2個取值:單例-singleton 多實例-prototype

  public class TestController {

  private int var = 0;

  private static int staticVar = 0;

  @GetMapping(value = "/test_var")

  public String test() {

  System.out.println("普通變量var:" + (++var)+ "---靜態變量staticVar:" + (++staticVar));

  return "普通變量var:" + var + "靜態變量staticVar:" + staticVar;

  }

  }

  看三次請求結果:

  普通變量var:1---靜態變量staticVar:1

  普通變量var:1---靜態變量staticVar:2

  普通變量var:1---靜態變量staticVar:3

  雖然每次都是單獨創建一個Controller但是扛不住他變量本身是static的呀,所以說呢,即便是加上@Scope注解也不一定能保證Controller 100%的線程安全。所以是否線程安全在于怎樣去定義變量以及Controller的配置。所以來個全乎一點的實驗,代碼如下:

  @RestController

  @Scope(value = "singleton") // prototype singleton

  public class TestController {

  private int var = 0; // 定義一個普通變量

  private static int staticVar = 0; // 定義一個靜態變量

  @Value("${test-int}")

  private int testInt; // 從配置文件中讀取變量

  ThreadLocal tl = new ThreadLocal<>(); // 用ThreadLocal來封裝變量

  @Autowired

  private User user; // 注入一個對象來封裝變量

  @GetMapping(value = "/test_var")

  public String test() {

  tl.set(1);

  System.out.println("先取一下user對象中的值:"+user.getAge()+"===再取一下hashCode:"+user.hashCode());

  user.setAge(1);

  System.out.println("普通變量var:" + (++var) + "===靜態變量staticVar:" + (++staticVar) + "===配置變量testInt:" + (++testInt)

  + "===ThreadLocal變量tl:" + tl.get()+"===注入變量user:" + user.getAge());

  return "普通變量var:" + var + ",靜態變量staticVar:" + staticVar + ",配置讀取變量testInt:" + testInt + ",ThreadLocal變量tl:"

  + tl.get() + "注入變量user:" + user.getAge();

  }

  }

  補充Controller以外的代碼:

  config里面自己定義的Bean:User

  @Configuration

  public class MyConfig {

  @Bean

  public User user(){

  return new User();

  }

  }

  我暫時能想到的定義變量的方法就這么多了,三次http請求結果如下:

  先取一下user對象中的值:0===再取一下hashCode:241165852

  普通變量var:1===靜態變量staticVar:1===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

  先取一下user對象中的值:1===再取一下hashCode:241165852

  普通變量var:2===靜態變量staticVar:2===配置變量testInt:2===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

  先取一下user對象中的值:1===再取一下hashCode:241165852

  普通變量var:3===靜態變量staticVar:3===配置變量testInt:3===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

  可以看到,在單例模式下Controller中只有用ThreadLocal封裝的變量是線程安全的。為什么這樣說呢?我們可以看到3次請求結果里面只有ThreadLocal變量值每次都是從0+1=1的,其他的幾個都是累加的,而user對象呢,默認值是0,第二交取值的時候就已經是1了,關鍵他的hashCode是一樣的,說明每次請求調用的都是同一個user對象。下面將TestController 上的@Scope注解的屬性改一下改成多實例的:@Scope(value = "prototype"),其他都不變,再次請求,結果如下:

  先取一下user對象中的值:0===再取一下hashCode:853315860

  普通變量var:1===靜態變量staticVar:1===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

  先取一下user對象中的值:1===再取一下hashCode:853315860

  普通變量var:1===靜態變量staticVar:2===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

  先取一下user對象中的值:1===再取一下hashCode:853315860

  普通變量var:1===靜態變量staticVar:3===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

  分析這個結果發現,多實例模式下普通變量,取配置的變量還有ThreadLocal變量都是線程安全的,而靜態變量和user(看他的hashCode都是一樣的)對象中的變量都是非線程安全的。也就是說盡管TestController 是每次請求的時候都初始化了一個對象,但是靜態變量始終是只有一份的,而且這個注入的user對象也是只有一份的。靜態變量只有一份這是當然的咯,那么有沒有辦法讓user對象可以每次都new一個新的呢?當然可以:

  public class MyConfig {

  @Bean

  @Scope(value = "prototype")

  public User user(){

  return new User();

  }

  }

  在config里面給這個注入的Bean加上一個相同的注解@Scope(value = "prototype")就可以了,再來請求一下看看:

  先取一下user對象中的值:0===再取一下hashCode:1612967699

  普通變量var:1===靜態變量staticVar:1===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

  先取一下user對象中的值:0===再取一下hashCode:985418837

  普通變量var:1===靜態變量staticVar:2===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

  先取一下user對象中的值:0===再取一下hashCode:1958952789

  普通變量var:1===靜態變量staticVar:3===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

  可以看到每次請求的user對象的hashCode都不是一樣的,每次賦值前取user中的變量值也都是默認值0。下面總結一下:1、在@Controller/@Service等容器中,默認情況下,scope值是單例-singleton的,也是線程不安全的。2、盡量不要在@Controller/@Service等容器中定義靜態變量,不論是單例(singleton)還是多實例(prototype)他都是線程不安全的。3、默認注入的Bean對象,在不設置scope的時候他也是線程不安全的。4、一定要定義變量的話,用ThreadLocal來封裝,這個是線程安全的


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