1 spring单例 V.S 设计模式的单例
- 设计模式单例,在整个应用中只有一个实例
- spring单例,在一个IoC容器中只有一个实例
Spring框架对单例的支持是采用单例注册表
但spring中的单例也不影响应用并发访问。大多数时候客户端都在访问我们应用中的业务对象,为减少并发控制,不应在业务对象中设置那些容易造成出错的成员变量。
1.1 成员变量的解决方式
- 方法的参数,局部变量(相当于new)
- threadlocal、设置bean scope=prototype
2 Spring并发问题
一般无状态Bean才可在多线程环境共享,Spring Bean默认singleton作用域。
有状态bean呢?
2.1 ThreadLocal
Spring对如下的:
- RequestContextHolder
- TransactionSynchronizationManager
- LocaleContextHolder
- ...
非线程安全状态Bean采用ThreadLocal,让它们也成为线程安全的状态。
用有状态bean,也可使用
2.2 prototype模式
每次注入时,就重建一个bean,在多线程中互不影响。
所有的业务对象中的成员变量
如:
- Dao中的xxxDao
- controller中的xxxService
都会被多线程共享,这些对象不会出现同步问题吗?如造成DB插入,更新异常?
实体bean在多线程中的解决方案
如下流程,这些对象都是单例,这些单例对象在处理我们传递到后台的实体bean时不会出问题吗?
传递传递传递客户端controllerserviceDao
因为实体bean不是单例的,他们并没有交给Spring管理!而是每次我们都手动New出来的,如:
BigObject bo = new BigObject()
所以即使那些处理我们提交数据的业务处理类是被多线程共享,但他们处理的数据并不共享,数据是每个线程都有自己的一份,所以数据也不会出现线程安全问题。
实体bean在多线程中的处理
- 对实体bean一般通过方法参数的的形式传递(参数是局部变量),所以多线程间不会有影响
- 有的地方对有状态的bean直接使用prototype
- 对使用bean的地方,可通过new创建
但如下这些对象都是单例:
- 在Dao中的xxxDao
- controller中的xxxService
就不会出现线程同步问题。这些对象虽被多线程并发访问,可我们访问的是他们里面的方法,而这些类里面通常不会有成员变量。所以出问题的是系统里面的业务对象,务必注意这些业务对象里,禁止持有独立的成员变量,否则会出错。
2.3 案例
所以我们在应用中的业务对象如下,该应用虽有成员变量,但不会出现线程安全问题。
2.3.1 controller中的成员变量
- private TestPaperService papersService之所以会成为成员变量,目的是注入,将其实例化进而访问里面的方法!
- private static final int List = 0; final的不会被改变!
2.3.2 service里的成员变量
service里的private IbatisEntityDao ibatisEntityDao;是框架本身的,线程同步问题已解决。
3 ThreadLocal使用
要给线程初始化一个特殊值时,需要自己实现ThreadLocal的子类并重写该方法,通常使用一个内部匿名类对ThreadLocal进行子类化,EasyDBO中创建jdbc连接上下文就是这样:
简单实现
ThreadLocal V.S synchronized
为保证多个线程对共享变量的安全访问,通常会使用synchronized保证同时只有一个线程对共享变量进行操作。但有些情况下,synchronized不能保证多线程对共享变量的正确读写。
如类有个类变量,该类变量会被多个类方法读写,当多线程操作该类的实例对象时,若线程对类变量有读、写就会发生类变量读写错误,即便在类方法前加synchronized也无效,因为同一线程在两次调用方法之间时,锁是被释放的,这时其它线程可访问对象的类方法,读取或修改类变量。这时,可将类变量放到ThreadLocal中,使变量在每个线程中都有独立拷贝,完全避免一个线程读取变量时而被另一线程修改。
4 总结
若一个对象要被多个线程访问,而该对象存在类变量被不同类方法读写,为获得线程安全,可用ThreadLocal替代类变量。
ThreadLocal和线程同步机制相比有什么优势呢?
ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。
同步机制中,通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的,使用同步机制要分析:
- 什么时候对变量进行读写
- 什么时候需要锁定某个对象
- 什么时候释放对象锁等繁杂的问题
而ThreadLocal为每个线程提供一个独立变量副本,隔离多线程对数据的访问冲突。ThreadLocal采用“以空间换时间”。
Spring使用ThreadLocal解决线程安全问题
一般只有无状态Bean才能在多线程下共享,在Spring中,绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域。因为Spring对一些Bean(如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等)中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理,让它们也成为线程安全的状态,有状态Bean就能在多线程中共享了。
一般Web应用划分为展现层、服务层和持久层三个层次,从接收请求到返回响应所经过的所有程序调用都同属于一个线程。这就能根据需要,将一些非线程安全的变量以ThreadLocal存放,在同一次请求响应的调用线程中,所有关联的对象引用到的都是同一个变量。
很多情况下,ThreadLocal比直接使用synchronized同步机制解决线程安全问题更简单,更方便,且结果程序拥有更高并发性。
参考
- 浅谈Spring声明式事务管理ThreadLocal和JDKPro