Spring 中的 bean 是線程安全的嗎?


結論:不是線程安全的php

Spring容器中的Bean是否線程安全,容器自己並無提供Bean的線程安全策略,所以能夠說Spring容器中的Bean自己不具有線程安全的特性,可是具體仍是要結合具體scope的Bean去研究。html

Spring 的 bean 做用域(scope)類型程序員

  • singleton:單例,默認做用域。面試

  • prototype:原型,每次建立一個新對象。spring

  • request:請求,每次Http請求建立一個新對象,適用於WebApplicationContext環境下。編程

  • session:會話,同一個會話共享一個實例,不一樣會話使用不用的實例。安全

  • global-session:全局會話,全部會話共享一個實例。session

線程安全這個問題,要從單例與原型Bean分別進行說明。多線程

原型Bean併發

對於原型Bean,每次建立一個新對象,也就是線程之間並不存在Bean共享,天然是不會有線程安全的問題。

單例Bean

對於單例Bean,全部線程都共享一個單例實例Bean,所以是存在資源的競爭。

若是單例Bean,是一個無狀態Bean,也就是線程中的操做不會對Bean的成員執行查詢之外的操做,那麼這個單例Bean是線程安全的。好比Spring mvc 的 Controller、Service、Dao等,這些Bean大可能是無狀態的,只關注於方法自己。

spring單例,爲何controller、service和dao確能保證線程安全?

Spring中的Bean默認是單例模式的,框架並無對bean進行多線程的封裝處理。

實際上大部分時間Bean是無狀態的(好比Dao) 因此說在某種程度上來講Bean實際上是安全的。

可是若是Bean是有狀態的 那就須要開發人員本身來進行線程安全的保證,最簡單的辦法就是改變bean的做用域 把 "singleton"改成’‘protopyte’ 這樣每次請求Bean就至關因而 new Bean() 這樣就能夠保證線程的安全了。

  • 有狀態就是有數據存儲功能

  • 無狀態就是不會保存數據    controller、service和dao層自己並非線程安全的,只是若是隻是調用裏面的方法,並且多線程調用一個實例的方法,會在內存中複製變量,這是本身的線程的工做內存,是安全的。

想理解原理能夠看看《深刻理解JVM虛擬機》,2.2.2節:

Java虛擬機棧是線程私有的,它的生命週期與線程相同。虛擬機棧描述的是Java方法執行的內存模型:每一個方法在執行的同時都會建立一個棧幀用於存儲局部變量表、操做數棧、動態連接、方法出口等信息。

《Java併發編程實戰》第3.2.2節:

局部變量的固有屬性之一就是封閉在執行線程中。它們位於執行線程的棧中,其餘線程沒法訪問這個棧。

因此其實任何無狀態單例都是線程安全的。

Spring的根本就是經過大量這種單例構建起系統,以事務腳本的方式提供服務。

首先問@Controller @Service是否是線程安全的?

答:默認配置下不是的。爲啥呢?由於默認狀況下@Controller沒有加上@Scope,沒有加@Scope就是默認值singleton,單例的。意思就是系統只會初始化一次Controller容器,因此每次請求的都是同一個Controller容器,固然是非線程安全的。舉個栗子:

@RestController
public class TestController {

    private int var = 0;
    
    @GetMapping(value = "/test_var")
    public String test() {
        System.out.println("普通變量var:" + (++var));
        return "普通變量var:" + var ;
    }
}

在postman裏面發三次請求,結果以下:

普通變量var:1
普通變量var:2
普通變量var:3

說明他不是線程安全的。怎麼辦呢?能夠給他加上上面說的@Scope註解,以下:

@RestController
@Scope(value = "prototype") // 加上@Scope註解,他有2個取值:單例-singleton 多實例-prototype
public class TestController {

    private int var = 0;
    
    @GetMapping(value = "/test_var")
    public String test() {
        System.out.println("普通變量var:" + (++var));
        return "普通變量var:" + var ;
    }
}

這樣一來,每一個請求都單首創建一個Controller容器,因此各個請求之間是線程安全的,三次請求結果:

普通變量var:1
普通變量var:1
普通變量var:1

加了@Scope註解多的實例prototype是否是必定就是線程安全的呢?

@RestController
@Scope(value = "prototype") // 加上@Scope註解,他有2個取值:單例-singleton 多實例-prototype
public class TestController {
    private int var = 0;
    private static int staticVar = 0;

    @GetMapping(value = "/test_var")
    public String test() {
        System.out.println("普通變量var:" + (++var)+ "---靜態變量staticVar:" + (++staticVar));
        return "普通變量var:" + var + "靜態變量staticVar:" + staticVar;
    }
}

看三次請求結果:

普通變量var:1---靜態變量staticVar:1
普通變量var:1---靜態變量staticVar:2
普通變量var:1---靜態變量staticVar:3

雖然每次都是單首創建一個Controller可是扛不住他變量自己是static的呀,因此說呢,即使是加上@Scope註解也不必定能保證Controller 100%的線程安全。因此是否線程安全在於怎樣去定義變量以及Controller的配置。

因此來個全乎一點的實驗,代碼以下:

@RestController
@Scope(value = "singleton") // prototype singleton
public class TestController {

    private int var = 0; // 定義一個普通變量

    private static int staticVar = 0; // 定義一個靜態變量

    @Value("${test-int}")
    private int testInt; // 從配置文件中讀取變量

    ThreadLocal<Integer> tl = new ThreadLocal<>(); // 用ThreadLocal來封裝變量

    @Autowired
    private User user; // 注入一個對象來封裝變量

    @GetMapping(value = "/test_var")
    public String test() {
        tl.set(1);
        System.out.println("先取一下user對象中的值:"+user.getAge()+"===再取一下hashCode:"+user.hashCode());
        user.setAge(1);
        System.out.println("普通變量var:" + (++var) + "===靜態變量staticVar:" + (++staticVar) + "===配置變量testInt:" + (++testInt)
                + "===ThreadLocal變量tl:" + tl.get()+"===注入變量user:" + user.getAge());
        return "普通變量var:" + var + ",靜態變量staticVar:" + staticVar + ",配置讀取變量testInt:" + testInt + ",ThreadLocal變量tl:"
                + tl.get() + "注入變量user:" + user.getAge();
    }
}

補充Controller之外的代碼:

config裏面本身定義的Bean:User

@Configuration
public class MyConfig {
    @Bean
    public User user(){
        return new User();
    }
}

我暫時能想到的定義變量的方法就這麼多了,三次http請求結果以下:

先取一下user對象中的值:0===再取一下hashCode:241165852
普通變量var:1===靜態變量staticVar:1===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對象中的值:1===再取一下hashCode:241165852
普通變量var:2===靜態變量staticVar:2===配置變量testInt:2===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對象中的值:1===再取一下hashCode:241165852
普通變量var:3===靜態變量staticVar:3===配置變量testInt:3===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

能夠看到,在單例模式下Controller中只有用ThreadLocal封裝的變量是線程安全的。爲何這樣說呢?咱們能夠看到3次請求結果裏面只有ThreadLocal變量值每次都是從0+1=1的,其餘的幾個都是累加的,而user對象呢,默認值是0,第二交取值的時候就已是1了,關鍵他的hashCode是同樣的,說明每次請求調用的都是同一個user對象。

下面將TestController 上的@Scope註解的屬性改一下改爲多實例的:@Scope(value = "prototype"),其餘都不變,再次請求,結果以下:

先取一下user對象中的值:0===再取一下hashCode:853315860
普通變量var:1===靜態變量staticVar:1===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對象中的值:1===再取一下hashCode:853315860
普通變量var:1===靜態變量staticVar:2===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對象中的值:1===再取一下hashCode:853315860
普通變量var:1===靜態變量staticVar:3===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

分析這個結果發現,多實例模式下普通變量,取配置的變量還有ThreadLocal變量都是線程安全的,而靜態變量和user(看他的hashCode都是同樣的)對象中的變量都是非線程安全的。

也就是說盡管TestController 是每次請求的時候都初始化了一個對象,可是靜態變量始終是隻有一份的,並且這個注入的user對象也是隻有一份的。靜態變量只有一份這是固然的咯,那麼有沒有辦法讓user對象能夠每次都new一個新的呢?固然能夠:

public class MyConfig {
    @Bean
    @Scope(value = "prototype")
    public User user(){
        return new User();
    } 
}

在config裏面給這個注入的Bean加上一個相同的註解@Scope(value = "prototype")就能夠了,再來請求一下看看:

先取一下user對象中的值:0===再取一下hashCode:1612967699
普通變量var:1===靜態變量staticVar:1===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對象中的值:0===再取一下hashCode:985418837
普通變量var:1===靜態變量staticVar:2===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對象中的值:0===再取一下hashCode:1958952789
普通變量var:1===靜態變量staticVar:3===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

能夠看到每次請求的user對象的hashCode都不是同樣的,每次賦值前取user中的變量值也都是默認值0。

下面總結一下:

一、在@Controller/@Service等容器中,默認狀況下,scope值是單例-singleton的,也是線程不安全的。

二、儘可能不要在@Controller/@Service等容器中定義靜態變量,不管是單例(singleton)仍是多實例(prototype)他都是線程不安全的。

三、默認注入的Bean對象,在不設置scope的時候他也是線程不安全的。

四、必定要定義變量的話,用ThreadLocal來封裝,這個是線程安全的

   

做者:myseries

cnblogs.com/myseries/p/11729800.html

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