springbeanscope作用域及多线程安全问题场景分析

Scope作用域

在 Spring IoC 容器中具有以下几种作用域&＃xff1a;

• singleton&＃xff1a;单例模式&＃xff0c;在整个Spring IoC容器中&＃xff0c;使用singleton定义的Bean将只有一个实例&＃xff0c;适用于无状态bean&＃xff1b;
• prototype&＃xff1a;原型模式&＃xff0c;每次通过容器的getBean方法获取prototype定义的Bean时&＃xff0c;都将产生一个新的Bean实例&＃xff0c;适用于有状态的Bean&＃xff1b;
• request&＃xff1a;对于每次HTTP请求&＃xff0c;使用request定义的Bean都将产生一个新实例&＃xff0c;即每次HTTP请求将会产生不同的Bean实例。只有在Web应用中使用Spring时&＃xff0c;该作用域才有效&＃xff1b;
• session&＃xff1a;对于每次HTTP Session&＃xff0c;使用session定义的Bean豆浆产生一个新实例。同样只有在Web应用中使用Spring时&＃xff0c;该作用域才有效&＃xff1b;
• globalsession&＃xff1a;每个全局的HTTP Session&＃xff0c;使用session定义的Bean都将产生一个新实例。典型情况下&＃xff0c;仅在使用portlet context的时候有效。同样只有在Web应用中使用Spring时&＃xff0c;该作用域才有效。

&＃64;scope默认是单例模式&＃xff08;singleton&＃xff09;,如果需要设置的话&＃64;scope("prototype")
或xml配置如下&＃xff1a;

无状态会话bean

bean一旦实例化就被加进会话池中&＃xff0c;各个用户都可以共用。即使用户已经消亡&＃xff0c;bean 的生命期也不一定结束&＃xff0c;它可能依然存在于会话池中&＃xff0c;供其他用户调用。
由于没有特定的用户&＃xff0c;那么也就不能保持某一用户的状态&＃xff0c;所以叫无状态bean。但无状态会话bean 并非没有状态&＃xff0c;如果它有自己的属性&＃xff08;变量&＃xff09;&＃xff0c;那么这些变量就会受到所有调用它的用户的影响。

有状态会话bean

每个用户有自己特有的一个实例&＃xff0c;在用户的生存期内&＃xff0c;bean保持了用户的信息&＃xff0c;即“有状态”&＃xff1b;一旦用户灭亡&＃xff08;调用结束或实例结束&＃xff09;&＃xff0c;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。

有状态bean&＃xff0c;如果配置为singleton&＃xff0c;会出现线程安全问题

示例&＃xff1a;

package com.test;
public class TestServiceImpl implements TestService{ private User user;public void test1(User u) throws Exception { this.user &＃61; u; //1 test2(); } public void test2() throws Exception { System.out.println(user.getId()); //2 }
}


如果该Bean配置为singleton,在并发访问下会出现问题
假设有2个用户user1,user2访问&＃xff0c;都调用到了该Bean。
1.当user1 调用到程序中的1步骤的时候&＃xff0c;该Bean的私有变量user被付值为user1&＃xff1b;
2.理想的状况&＃xff0c;当user1走到2步骤的时候&＃xff0c;私有变量user应该为user1;
3.但如果在user1调用到2步骤之前&＃xff0c;user2开始运行到了1步骤了&＃xff0c;由于单态的资源共享&＃xff0c;则私有变量user被修改为user2&＃xff1b;
4.这种情况下&＃xff0c;user1的步骤2用到的user.getId()实际用到是user2的对象。
实际应该是这个例子不应该用实例变量&＃xff0c;这样就使得这个Bean由无状态变成了有状态Bean。

常用web架构&＃xff0c;线程安全问题场景分析

1.SSH架构系统

对于SSH架构的系统&＃xff0c;很少关心这方面&＃xff0c;因为我们用到的一般都是singleton. Bean的注入由Spring管理。

Struts2中的Action因为会有User这样的实例对象&＃xff0c;是有状态信息的&＃xff0c;在多线程环境下是不安全的&＃xff0c;所以Struts2默认的实现是Prototype模式。也就是每个请求都新生成一个Action实例&＃xff0c;所以不存在线程安全问题。需要注意的是&＃xff0c;如果由Spring管理action的生命周期&＃xff0c; scope要配成prototype作用域。

Struts1是基于单例模式实现&＃xff0c;也就是只有一个Action实例供多线程使用。默认的模式是前台页面数据通过actionForm传入&＃xff0c;在action中的excute方法接收&＃xff0c;这样action是无状态的&＃xff0c;所以一般情况下Strunts1是线程安全的。如果Action中用了实例变量&＃xff0c;那么就变成有状态了&＃xff0c;同样是非线程安全的。像下面这样就是线程不安全的。

/** * 非线程安全的Struts1示例 * */
public class UserAction extends Action { // 因为Struts1是单例实现&＃xff0c;有状态情况下&＃xff0c;对象引用是非线程安全的 private User user; public void execute() { // do something... } public User getUser() { return user; } public void setUser(User user) { this.user &＃61; user; }
}


2.Servlet

Servlet体系结构是建立在Java多线程机制之上的&＃xff0c;它的生命周期是由Web 容器负责的。
一个Servlet类在Application中只有一个实例存在&＃xff0c;有多个线程在使用这个实例。这是单例模式的应用。
无状态的单例是线程安全的&＃xff0c;但我们如果在Servlet里用了实例变量(私有变量)&＃xff0c;那么就变成有状态了&＃xff0c;是非线程安全的。
如下面的用法就是不安全的,因为user是有状态信息的。

public class UserServlet HttpServlet{ private User user; public void doGet (HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws ServletException, IOException{ //do something... }
}


总结

• singleton会造成资源混乱问题,而如果是prototype的话&＃xff0c;就不会出现资源共享的问题。&＃xff08;即不会出现线程安全的问题&＃xff09;
• 应该尽量使用无状态Bean.如果在程序中出现私有变量&＃xff08;该bean会变为有状态的&＃xff0c;一旦在其他线程中发生改变&＃xff0c;就会产生线程不安全&＃xff09;&＃xff0c;解决方案就是尽量替换为方法中的参数。对于每个访问私有变量的方法增加变量传入&＃xff08;参数传入&＃xff09;或者通过ThreadLocal来获取。
• 如果用有状态的bean&＃xff0c;就要用prototype模式&＃xff0c;每次在注入的时候就重新创建一个bean&＃xff0c;在多线程中互不影响。
• 如Service层、Dao层用默认singleton就行&＃xff0c;虽然Service类也有dao这样的属性&＃xff0c;但dao这些类都是没有状态信息的&＃xff0c;也就是相当于不变(immutable)类&＃xff0c;所以不影响。
• Stateless无状态用单例Singleton模式&＃xff0c;Stateful有状态就用原型Prototype模式。