高并发环境下由于使用全局变量导致数据混乱 高并发环境下对象被大量创建，导致GC并是CPU飙升
一：背景介绍
- 出现域名不全的情况，这里与全局变量有关。
- 每一次登陆都会重新创建一个对象，放到公共变量中。如果遇到高并发，这里的对象将会被大量的创建，然后上一个对象会失去引用，等待垃圾会后器进行回收，频繁的GC将会导致CPU飙升。
二：思路&方案
针对于问题一，在并发环境下有偶遇使用全局变量导致数据混乱。
方案一：将全局变量修改为局部变量。
方案二：使用ThreadLocal，该线程变量对于其他线程而言是隔离的，该变量是当前线程独有的变量，那就不存在线程共享变量的问题。
方案三：对使用到全局变量的方法或者类使用synchronized并且最后需要对全局变量进行还原。
下面对方案二和方案三进行实践，在进行实践之前我们模拟一下并发条件下使用全局变量出现数据混乱的问题。
数据混乱现象复现
业务流程：启动100个线程调用两个方法进行字符串拼接，然后数据拼接的结果。
计算类
//声明一个全局变量，ArrayList线程不安全 List<String> keyList=new ArrayList<>(); public void count2() throws InterruptedException { keyList = new ArrayList<>(); keyList.add("a"); keyList.add("b"); keyList.add("c"); keyList.add("d"); System.out.println("ARPRO"+keyList); }
客户端类
public class Client { public static void main(String[] args) { // 定义线程实现接口 Runnable runnable = new Runnable(){ Counter counter = new Counter(); @Override public void run() { try { counter.count2(); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } }; // 启动100个线程 for( int i= 0;i< 100;i++) { new Thread(runnable).start(); } } }
实现结果
出现数据混乱的现象
使用ThreadLocal
private static ThreadLocal<List<String>> keyList = new ThreadLocal<List<String>>(){ //对keyList进行初始化 @Override public List<String> initialValue() { return new ArrayList<String>(); } }; public void count2() throws InterruptedException { keyList.get().add("a"); keyList.get().add("b"); keyList.get().add("c"); keyList.get().add("d"); System.out.println("ARPRO"+keyList.get()); }
实现结果
没有出现数混乱的情况
使用synchronized进行优化
synchronized 保证方法某一时刻只有一个线程去执行，从而保证线程安全性；
synchronized 可以修饰方法，对象实例，某个类，代码块
//声明一个全局变量，ArrayList线程不安全 List<String> keyList=new ArrayList<>(); public synchronized void count2() throws InterruptedException { keyList.add("a"); keyList.add("b"); keyList.add("c"); keyList.add("d"); System.out.println("ARPRO"+keyList); //由于虽然使用synchronized锁住了count2()这个方法保证同一时刻只有一个线程执行 //但是线程共享全局变量，所以当方法执行完成之后，需要将keyList的值进行还原 keyList.removeAll(keyList); }
ThreadLocal与synchronized的区别
1、Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。
2、Synchronized是利用锁的机制，代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的实例副本。
针对于问题二 每一次登陆都会重新创建一个对象，放到公共变量中。如果遇到高并发，这里的对象将会被大量的创建，然后上一个对象会失去引用，等待垃圾会后器进行回收，频繁的GC将会导致CPU飙升。
1.我们实例化一个对象，会将对象存储在堆中，会将这个对象的引用存储在栈中。当我们再次实例化keyList这个对象的时候，会再次创建这个对象，并重新在栈中创建这个对象的引用。
2.为什么频繁GC会导致cpu使用率过高，一定时间内分享cup时间片的线程数量是有限的，其中做“非业务工作”的线程占用的时间片越多，cpu使用率越高。
3.频繁GC会增加"非业务工作”的线程，这些线程会占用一定数量的cpu时间分片，导致cpu空闲时间减少，cpu使用率升高。
优化代码
结合问题一的优化，可以解决这个问题。
例如：
//声明一个全局变量，ArrayList线程不安全 List<String> keyList=new ArrayList<>(); public synchronized void count2() throws InterruptedException { keyList.add("a"); keyList.add("b"); keyList.add("c"); keyList.add("d"); System.out.println("ARPRO"+keyList); //由于虽然使用synchronized锁住了count2()这个方法保证同一时刻只有一个线程执行 //但是线程共享全局变量，所以当方法执行完成之后，需要将keyList的值进行还原 keyList.removeAll(keyList); }
四：总结
1.在项目开发过程中，对于公共变量的使用一方面需要慎重，需要考虑是否有并发，多线程的情况，然后根据实际情况选择对应的处理措施。
2.实例化类，也需要慎重，实例化类是有有必要。
