Java Web并发访问的线程安全问题

2018年05月12日 02:02:52 菜鸟级的IT之路阅读数：68更多

一、Servlet的线程安全问题

Java web服务器下，每个Servlet只有一个实例（即单例模式），导致有多个Http请求发给一个Servlet实例，每个请求是一个线程。如果Servlet有类变量或实例变量，那么该变量就变成了共享资源，当多个线程访问操作该变量时，就有可能存在安全隐患。例如，当一个Http请求在访问该变量的时候，另一个Http请求可能在修改它的值。

解决方法：在Servlet中不要定义类变量或实例变量，如果非定义不可，就需要为操作该变量的所有方法加synchronized修饰符，进行同步控制。

注意：
1. 在Servlet中可以定义常量
2. 如果定义的变量只用查询操作，可以不加同步控制
3. 被Servlet调用的类中(如值对象、领域模型类)中是否可以安全的使用实例变量？如果你在每次方法调用时新建一个对象，再调用它们的方法，则不存在同步问题。因为它们不是多个线程共享的资源，只有共享的资源才需要同步，而Servlet的实例对于多个线程是共享的。

二、Struts并发访问的线程安全问题

同Servlet一样，Struts中的Action也是单例的，所以多Http请求访问时，也存在线程安全问题。

解决方法：同Servlet

三、Spring并发访问的线程安全性问题

和Struts一样，Spring的Controller默认是Singleton的（非线程安全的），这意味着每个request过来，系统都会用原有的instance去处理，这样导致了两个结果：一是我们不用每次创建Controller，二是减少了对象创建和垃圾收集的时间；由于只有一个Controller的instance，当多个线程调用它的时候，它里面的instance变量就不是线程安全的了，会发生窜数据的问题。

当然大多数情况下，我们根本不需要考虑线程安全的问题，除非在Controller中声明了实例变量。因此，我们在使用spring mvc 的contrller时，应避免在controller中定义类变量或实例变量。

如：

public class Controller extends AbstractCommandController {
......
protected Company company;
protected ModelAndView handle(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response,
Object command,BindException errors) throws Exception {
company = ................;
}
}

在这里有声明一个变量company，这里就存在并发线程安全的问题。
如果控制器是使用单例形式，且controller中有一个私有的变量a,所有请求到同一个controller时，使用的a变量是共用的，即若是某个请求中修改了这个变量a，则在别的请求中能够读到这个修改的内容。。

有几种解决方法：
1、在Controller中使用ThreadLocal变量
2、在spring配置文件Controller中声明 scope=”prototype”，每次都创建新的controller。

注意：在Spring mvc中，如果dao、service也是单例的，要避免在Dao和Service类中建立类变量或实例变量。

四、SpringMVC多线程环境中如何保证对象的安全性？

http://linapex.blog.163.com/blog/static/189237516201381493441799/

总结：多线程环境下如果访问单例对象，当对象内部有类变量或实例变量时，就可能存在安全性问题。
解决方法：
1.对操作共享变量的所用方法进行同步控制；
2.同步共享变量，例如Collections.synchronizedMap()可以同步共享的Map。

3.使用同步对象，例如ConcurrentMap、AtomicInteger等对象都是线程安全的，使用AtomicInteger可以统计系统的并发量。

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在web开发中,要关注由于并发访问所导致的对某一同一个值的修改，否则信息会造成泄漏servlet是在多线程环境下的。即可能有多个请求发给一个servelt实例，每个请求是一个线程。
struts下的action也类似，同样在多线程环境下。可以参考struts user guide: http://struts.apache.org/struts-action/userGuide/building_controller.html 中的Action Class Design Guidelines一节: Write code for a multi-threaded environment - Our controller servlet creates only one instance of your Action class, and uses this one instance to service all requests. Thus, you need to write thread-safe Action classes. Follow the same guidelines you would use to write thread-safe Servlets.
    译:为多线程环境编写代码。我们的controller servlet指挥创建你的Action 类的一个实例，用此实例来服务所有的请求。因此，你必须编写线程安全的Action类。遵循与写线程安全的servlet同样的方针。

1.什么是线程安全的代码
    在多线程环境下能正确执行的代码就是线程安全的。
    安全的意思是能正确执行，否则后果是程序执行错误，可能出现各种异常情况。

2.如何编写线程安全的代码
    很多书籍里都详细讲解了如何这方面的问题，他们主要讲解的是如何同步线程对共享资源的使用的问题。主要是对synchronized关键字的各种用法，以及锁的概念。
    Java1.5中也提供了如读写锁这类的工具类。这些都需要较高的技巧，而且相对难于调试。

    但是，线程同步是不得以的方法,是比较复杂的,而且会带来性能的损失。等效的代码中，不需要同步在编写容易度和性能上会更好些。
我这里强调的是什么代码是始终为线程安全的、是不需要同步的。如下:
1)常量始终是线程安全的，因为只存在读操作。
2)对构造器的访问(new 操作)是线程安全的，因为每次都新建一个实例，不会访问共享的资源。
3)最重要的是:局部变量是线程安全的。因为每执行一个方法，都会在独立的空间创建局部变量，它不是共享的资源。局部变量包括方法的参数变量。
struts user guide里有：
    Only Use Local Variables - The most important principle that aids in thread-safe coding is to use only local variables, not instance variables , in your Action class.
   译:只使用用局部变量。---编写线程安全的代码最重要的原则就是，在Action类中只使用局部变量，不使用实例变量。

总结：
     在Java的Web服务器环境下开发，要注意线程安全的问题。最简单的实现方式就是在Servlet和Struts Action里不要使用类变量、实例变量，但可以使用类常量和实例常量。
如果有这些变量，可以将它们转换为方法的参数传入，以消除它们。
     注意一个容易混淆的地方：被Servlet或Action调用的类中(如值对象、领域模型类)中是否可以安全的使用实例变量？如果你在每次方法调用时
新建一个对象，再调用它们的方法，则不存在同步问题---因为它们不是多个线程共享的资源，只有共享的资源才需要同步---而Servlet和Action的实例对于多个线程是共享的。
    换句话说，Servlet和Action的实例会被多个线程同时调用，而过了这一层,如果在你自己的代码中没有另外启动线程，且每次调用后续业务对象时都是先新建一个实例再调用，则都是线程安全的。