• Spring中的单例Bean是线程安全的吗


    前言

      Spring容器中的Bean是否线程安全,容器本身并没有提供Bean的线程安全策略,因此可以说Spring容器中的Bean本身不具备线程安全的特性,但是具体还是要结合具体scope的Bean去研究。

    Bean的作用域

       Spring 中,完整的 bean的作用域(scope)枚举值如下:
       1、singleton:单例,默认作用域。
       2、prototype:多实例,每次创建一个新对象。
       3、request:请求,每次Http请求创建一个新对象,适用于WebApplicationContext环境下。
       4、session:会话,同一个会话共享一个实例,不同会话使用不用的实例。
       5、global-session:全局会话,所有会话共享一个实例。

    其中,request、session和global-session这三个作用域只有在web开发中才会使用到。

    Bean 状态

       有状态对象(Stateful Bean) :就是有实例变量的对象,可以保存数据,是非线程安全的。每个用户有自己特有的一个实例,在用户的生存期内,bean保持了用户的信息,即“有状态”;一旦用户灭亡(调用结束或实例结束),bean的生命期也告结束。即每个用户最初都会得到一个初始的bean。

       无状态对象(Stateless Bean):就是没有实例变量的对象,不能保存数据,是不变类,是线程安全的。bean一旦实例化就被加进会话池中,各个用户都可以共用。即使用户已经消亡,bean 的生命期也不一定结束,它可能依然存在于会话池中,供其他用户调用。由于没有特定的用户,那么也就不能保持某一用户的状态,所以叫无状态bean。但无状态会话bean 并非没有状态,如果它有自己的属性(变量),那么这些变量就会受到所有调用它的用户的影响,这是在实际应用中必须注意的。

    Bean的线程安全问题

       关于Bean的线程安全问题,要从单例与多实例Bean分别进行说明。多实例Bean每次创建一个新对象,也就是线程之间并不存在Bean共享,自然是不会有线程安全的问题。

       对于单例Bean,所有线程都共享一个单例Bean实例,因此是存在资源的竞争。

       如果单例Bean是一个无状态Bean,也就是线程中的操作不会对Bean的成员执行查询以外的操作,那么这个单例Bean是线程安全的。

       对于有状态的bean,Spring官方提供的bean,一般提供了通过ThreadLocal去解决线程安全的方法,比如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等。

       使用ThreadLocal的好处:在多线程场景下,多个线程对这个单例Bean的成员变量并不存在资源的竞争,因为ThreadLocal为每个线程保存线程私有的数据。这是一种以空间换时间的方式。

       当然也可以通过加锁的方法来解决线程安全,这种以时间换空间的场景在高并发场景下显然是不实际的。

       Spring中的Controller ,Service,Dao是不是线程安全的?controller、service和dao层本身并不是线程安全的,如果只是调用里面的方法,而且多线程调用一个实例的方法,会在内存中复制变量,这是自己线程的工作内存,是安全的。

       下面以Controller为例,Service和Dao也是同样的道理。

    @RestController
    @Scope(value = "prototype") // 加上@Scope注解,他有2个取值:单例-singleton 多实例-prototype
    public class TestController {
        private int var = 0;
        private static int staticVar = 0;
     
        @GetMapping(value = "/test_var")
        public String test() {
            System.out.println("普通变量var:" + (++var)+ "---静态变量staticVar:" + (++staticVar));
            return "普通变量var:" + var + "静态变量staticVar:" + staticVar;
        }
    }
    

       请求API三次,得到如下结果:

    普通变量var:1---静态变量staticVar:1
    普通变量var:1---静态变量staticVar:2
    普通变量var:1---静态变量staticVar:3

       虽然每次都是单独创建一个Controller,但是扛不住它的类变量呀!故即便是加上@Scope注解也不一定能保证Controller 100%的线程安全。所以是否线程安全在于怎样去定义变量以及Controller的配置。下面总结一下:

       1、在@Controller/@Service/@Repository等容器中,默认情况下,scope值是单例-singleton的,也是线程不安全的。

       2、尽量不要在@Controller/@Service/@Repository等容器中定义静态变量,不论是单例(singleton)还是多实例(prototype),她都是线程不安全的。

       3、一定要定义变量的话,用ThreadLocal来封装,这个是线程安全的。

       4、对有状态的 bean 要使用 prototype

       5、作用域对无状态的 bean 使用 singleton 作用域

      最后两条很重要喔!

    Reference


      读后有收获,小礼物走一走,请作者喝咖啡。

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