虾皮二面:Spring Bean 默认是单例的,如何保证并发安全?

简介: Spring 的 Bean 默认都是单例的,某些情况下,单例是并发不安全的,以 Controller 举例,问题根源在于,我们可能会在 Controller 中定义成员变量,如此一来,多个请求来临,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修改操作,因此会互相影响,无法达到并发安全(不同于线程隔离的概念,后面会解释到)的效果。首先来举个例子,证明单例的并发不安全性:

Spring 的 Bean 默认都是单例的,某些情况下,单例是并发不安全的,以 Controller 举例,问题根源在于,我们可能会在 Controller 中定义成员变量,如此一来,多个请求来临,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修改操作,因此会互相影响,无法达到并发安全(不同于线程隔离的概念,后面会解释到)的效果。

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;
    }
}

多次访问此 url,可以看到每次的结果都是自增的,所以这样的代码显然是并发不安全的。

如何解决呢?

我们为了让无状态的海量 HTTP 请求之间不受影响,我们可以采取以下几种措施:

1、单例变原型

对 web 项目,可以 Controller 类上加注解 @Scope("prototype")@Scope("request"),对非 web 项目,在 Component 类上添加注解 @Scope("prototype")

这种方式实现起来非常简单,但是很大程度上增大了 Bean 创建实例化销毁的服务器资源开销。

2、线程隔离类 ThreadLocal

有人想到了线程隔离类 ThreadLocal,我们尝试将成员变量包装为 ThreadLocal,以试图达到并发安全,同时打印出 HTTP 请求的线程名,修改代码如下:

@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();
    }
}

多次访问此 url 测试一把,打印日志如下:

网络异常,图片无法展示
|

从日志分析出,二十多次的连续请求得到的结果有 1 有 2 有 3 等等,而我们期望不管我并发请求有多少,每次的结果都是 1;同时可以发现 web 服务器默认的请求线程池大小为 10,这 10 个核心线程可以被之后不同的 HTTP 请求复用,所以这也是为什么相同线程名的结果不会重复的原因。

ThreadLocal 的方式可以达到线程隔离,但还是无法达到并发安全。

3、尽量避免使用成员变量

有人说,单例 Bean 的成员变量这么麻烦,能不用成员变量就尽量避免这么用,在业务允许的条件下,将成员变量替换为 RequestMapping 方法中的局部变量,多省事。这种方式自然是最恰当的,本人也是最推荐。代码修改如下:

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

但当很少的某种情况下,必须使用成员变量呢,我们该怎么处理?

4、使用并发安全的类

Java 作为功能性超强的编程语言,API 丰富,如果非要在单例 Bean 中使用成员变量,可以考虑使用并发安全的容器,如 ConcurrentHashMapConcurrentHashSet 等等,将我们的成员变量(一般可以是当前运行中的任务列表等这类变量)包装到这些并发安全的容器中进行管理即可。

5、分布式或微服务的并发安全

如果还要进一步考虑到微服务或分布式服务的影响,方式 4 便不足以处理了,所以可以借助于可以共享某些信息的分布式缓存中间件如 Redis 等,这样即可保证同一种服务的不同服务实例都拥有同一份共享信息(如当前运行中的任务列表等这类变量)。

相关文章
|
27天前
|
缓存 安全 Java
Spring框架中Bean是如何加载的?从底层源码入手,详细解读Bean的创建流程
从底层源码入手,通过代码示例,追踪AnnotationConfigApplicationContext加载配置类、启动Spring容器的整个流程,并对IOC、BeanDefinition、PostProcesser等相关概念进行解释
Spring框架中Bean是如何加载的?从底层源码入手,详细解读Bean的创建流程
|
27天前
|
XML Java 数据格式
Spring IOC—基于XML配置Bean的更多内容和细节(通俗易懂)
Spring 第二节内容补充 关于Bean配置的更多内容和细节 万字详解!
143 18
Spring IOC—基于XML配置Bean的更多内容和细节(通俗易懂)
|
14天前
|
XML Java 数据格式
spring复习02,xml配置管理bean
详细讲解了Spring框架中基于XML配置文件管理bean的各种方式,包括获取bean、依赖注入、特殊值处理、属性赋值、集合类型处理、p命名空间、bean作用域及生命周期和自动装配。
spring复习02,xml配置管理bean
|
3天前
|
安全 Java 对象存储
安全性考量:Spring Security与Netflix OSS在微服务安全中的作用
安全性考量:Spring Security与Netflix OSS在微服务安全中的作用
10 1
|
14天前
|
XML Java 数据格式
spring复习03,注解配置管理bean
Spring框架中使用注解配置管理bean的方法,包括常用注解的标识组件、扫描组件、基于注解的自动装配以及使用注解后的注意事项,并提供了一个基于注解自动装配的完整示例。
spring复习03,注解配置管理bean
|
2月前
|
测试技术 Java Spring
Spring 框架中的测试之道:揭秘单元测试与集成测试的双重保障,你的应用真的安全了吗?
【8月更文挑战第31天】本文以问答形式深入探讨了Spring框架中的测试策略,包括单元测试与集成测试的有效编写方法,及其对提升代码质量和可靠性的重要性。通过具体示例,展示了如何使用`@MockBean`、`@SpringBootTest`等注解来进行服务和控制器的测试,同时介绍了Spring Boot提供的测试工具,如`@DataJpaTest`,以简化数据库测试流程。合理运用这些测试策略和工具,将助力开发者构建更为稳健的软件系统。
40 0
|
14天前
|
SQL 监控 druid
springboot-druid数据源的配置方式及配置后台监控-自定义和导入stater(推荐-简单方便使用)两种方式配置druid数据源
这篇文章介绍了如何在Spring Boot项目中配置和监控Druid数据源,包括自定义配置和使用Spring Boot Starter两种方法。
|
2月前
|
缓存 Java Maven
Java本地高性能缓存实践问题之SpringBoot中引入Caffeine作为缓存库的问题如何解决
Java本地高性能缓存实践问题之SpringBoot中引入Caffeine作为缓存库的问题如何解决
|
3月前
|
Java 测试技术 数据库
Spring Boot中的项目属性配置
本节课主要讲解了 Spring Boot 中如何在业务代码中读取相关配置,包括单一配置和多个配置项,在微服务中,这种情况非常常见,往往会有很多其他微服务需要调用,所以封装一个配置类来接收这些配置是个很好的处理方式。除此之外,例如数据库相关的连接参数等等,也可以放到一个配置类中,其他遇到类似的场景,都可以这么处理。最后介绍了开发环境和生产环境配置的快速切换方式,省去了项目部署时,诸多配置信息的修改。
|
3月前
|
Java 应用服务中间件 开发者
Java面试题:解释Spring Boot的优势及其自动配置原理
Java面试题:解释Spring Boot的优势及其自动配置原理
102 0