spring单例bean如何保证线程安全,spring bean的作用域以及线程安全

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SpringBean作用域spring singleton，为什么控制器、服务、dao真的能保证线程安全？@Controller@Service线程安全吗？总结面试官经常喜欢问春天的豆子是不是线程安全的。这个问题用来考察对Spring中bean作用域的理解。先说Spring的beans不是线程安全的结论。

　　Spring容器中的bean是否是线程安全的，容器本身并不提供bean的线程安全策略，所以可以说Spring容器中的bean本身并不具备线程安全的特性，但还是要结合特定范围内的bean来研究。

　　00-1010 Spring中有五种类型的bean scope:

　　Singleton: singleton，默认范围。

　　Prototype:原型，一次创建一个新对象。

　　Request:请求，每个Http请求创建一个新的对象，适用于WebApplicationContext环境。

　　Session:会话，同一个会话共享一个实例，不同的会话使用不同的实例。

　　全局会话：全局会话，所有会话共享一个实例。

　　线程安全的问题应该和singleton、prototype Bean分开解释。

　　Prototype Bean:对于prototype Bean来说，每次创建一个新的对象，也就是线程之间没有Bean共享，自然就不存在线程安全问题。

　　Singleton Bean:对于singleton Bean，所有线程共享一个singleton Bean，因此存在资源竞争。

　　如果单例Bean是一个无状态Bean，也就是说，线程中的操作除了查询Bean的成员之外不会执行其他操作，那么单例Bean就是线程安全的。

　　比如控制器、服务、Dao等。春天mvc的。这些Bean大多是无状态的，只关注方法本身。

Spring Bean作用域

Spring中的bean默认为singleton模式，框架没有用多线程封装bean。其实很多时候，bean是无状态的(比如Dao)，所以在某种程度上，bean其实是安全的。

　　但是，如果Bean是有状态的，开发人员自己需要确保线程安全。最简单的方法就是改变bean的作用域，把singleton改成protopyte，这样对Bean的每个请求就相当于new Bean()，这样可以保证线程安全。

　　有状态就有数据存储功能；如果没有状态，就没有数据存储。

　　控制器、服务和dao层本身都不是线程安全的，但是如果你只是调用里面的方法，多线程调用一个实例的方法，那么你会在内存中复制变量，内存是你自己线程的工作内存，是安全的。

　　要理解这个原理，可以参见第《深入理解JVM虚拟机》节，2.2.2:

　　Java栈是线程私有的，它的生命周期和线程是一样的。虚拟机描述了Java方法执行的内存模型：每个方法都会创建一个堆栈框架来存储局部变量表、操作数堆栈、动态链接、方法出口等信息。

　　103010第3.2.2节：

　　局部变量的一个固有属性是它们包含在执行线程中。它们位于执行线程的堆栈中，不能被其他线程访问。

　　事实上，任何无状态的单例都是线程安全的。Spring的本质就是通过大量这样的单体来构建系统，以事务脚本的形式提供服务。

　　也可以看看这篇文章加深理解：Spring的@Controller @Service的线程安全等。

　　00-1010答：默认配置下没有。

　　为什么？因为默认情况下@Controller不加@Scope，如果不加@Scope就是默认值singleton，也就是singleton。意味着系统只会初始化控制器容器一次，所以每个请求都是同一个控制器容器，这当然是非线程安全的。举个栗子：

　　@ RestControllerpublic class test controller { private int var=0；@ get mapping(value=/test _ var )public string test(){ system . out . println(公共变量var 3360 (var))；返回‘普通变量var 3360’var；}}在postman中发送三个请求，结果如下：

　　一般

　　通变量var:1普通变量var:2普通变量var:3

　　说明他不是线程安全的。怎么办呢？可以给他加上上面说的@Scope注解，如下：

@RestController@Scope(value = "prototype") // 加上@Scope注解，他有2个取值：单例-singleton 多实例-prototypepublic class TestController { private int var = 0; @GetMapping(value = "/test_var") public String test() { System.out.println("普通变量var:" + (++var)); return "普通变量var:" + var ; }}

这样一来，每个请求都单独创建一个Controller容器，所以各个请求之间是线程安全的，三次请求结果：

普通变量var:1普通变量var:1普通变量var:1

 

　　

加了@Scope注解多的实例prototype是不是一定就是线程安全的呢？

@RestController@Scope(value = "prototype") // 加上@Scope注解，他有2个取值：单例-singleton 多实例-prototypepublic class TestController { private int var = 0; private static int staticVar = 0; @GetMapping(value = "/test_var") public String test() { System.out.println("普通变量var:" + (++var)+ "---静态变量staticVar:" + (++staticVar)); return "普通变量var:" + var + "静态变量staticVar:" + staticVar; }}

看三次请求结果：

普通变量var:1---静态变量staticVar:1普通变量var:1---静态变量staticVar:2普通变量var:1---静态变量staticVar:3

 

　　

虽然每次都是单独创建一个Controller但是扛不住他变量本身是static的呀，所以说呢，即便是加上@Scope注解也不一定能保证Controller 100%的线程安全。所以是否线程安全在于怎样去定义变量以及Controller的配置。所以来个全乎一点的实验，代码如下：

@RestController@Scope(value = "singleton") // prototype singletonpublic class TestController { private int var = 0; // 定义一个普通变量 private static int staticVar = 0; // 定义一个静态变量 @Value("${test-int}") private int testInt; // 从配置文件中读取变量 ThreadLocal<Integer> tl = new ThreadLocal<>(); // 用ThreadLocal来封装变量 @Autowired private User user; // 注入一个对象来封装变量 @GetMapping(value = "/test_var") public String test() { tl.set(1); System.out.println("先取一下user对象中的值："+user.getAge()+"===再取一下hashCode:"+user.hashCode()); user.setAge(1); System.out.println("普通变量var:" + (++var) + "===静态变量staticVar:" + (++staticVar) + "===配置变量testInt:" + (++testInt) + "===ThreadLocal变量tl:" + tl.get()+"===注入变量user:" + user.getAge()); return "普通变量var:" + var + ",静态变量staticVar:" + staticVar + ",配置读取变量testInt:" + testInt + ",ThreadLocal变量tl:" + tl.get() + "注入变量user:" + user.getAge(); }}

补充Controller以外的代码，config里面自己定义的Bean:User

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

我暂时能想到的定义变量的方法就这么多了，三次http请求结果如下：

先取一下user对象中的值：0===再取一下hashCode:241165852普通变量var:1===静态变量staticVar:1===配置变量testInt:1===ThreadLocal变量tl:1===注入变量user:1先取一下user对象中的值：1===再取一下hashCode:241165852普通变量var:2===静态变量staticVar:2===配置变量testInt:2===ThreadLocal变量tl:1===注入变量user:1先取一下user对象中的值：1===再取一下hashCode:241165852普通变量var:3===静态变量staticVar:3===配置变量testInt:3===ThreadLocal变量tl:1===注入变量user:1

 

　　

可以看到，在单例模式下Controller中只有用ThreadLocal封装的变量是线程安全的。为什么这样说呢？

　　我们可以看到3次请求结果里面只有ThreadLocal变量值每次都是从0+1=1的，其他的几个都是累加的，而user对象呢，默认值是0，第二交取值的时候就已经是1了，关键他的hashCode是一样的，说明每次请求调用的都是同一个user对象。

　　下面将TestController 上的@Scope注解的属性改一下改成多实例的：@Scope(value = "prototype")，其他都不变，再次请求，结果如下：

先取一下user对象中的值：0===再取一下hashCode:853315860普通变量var:1===静态变量staticVar:1===配置变量testInt:1===ThreadLocal变量tl:1===注入变量user:1先取一下user对象中的值：1===再取一下hashCode:853315860普通变量var:1===静态变量staticVar:2===配置变量testInt:1===ThreadLocal变量tl:1===注入变量user:1先取一下user对象中的值：1===再取一下hashCode:853315860普通变量var:1===静态变量staticVar:3===配置变量testInt:1===ThreadLocal变量tl:1===注入变量user:1

 

　　

分析这个结果发现，多实例模式下普通变量，取配置的变量还有ThreadLocal变量都是线程安全的，而静态变量和user（看他的hashCode都是一样的）对象中的变量都是非线程安全的。

　　也就是说尽管TestController 是每次请求的时候都初始化了一个对象，但是静态变量始终是只有一份的，而且这个注入的user对象也是只有一份的。静态变量只有一份这是当然的咯，那么有没有办法让user对象可以每次都new一个新的呢？当然可以：

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

在config里面给这个注入的Bean加上一个相同的注解@Scope(value = "prototype")就可以了，再来请求一下看看：

先取一下user对象中的值：0===再取一下hashCode:1612967699普通变量var:1===静态变量staticVar:1===配置变量testInt:1===ThreadLocal变量tl:1===注入变量user:1先取一下user对象中的值：0===再取一下hashCode:985418837普通变量var:1===静态变量staticVar:2===配置变量testInt:1===ThreadLocal变量tl:1===注入变量user:1先取一下user对象中的值：0===再取一下hashCode:1958952789普通变量var:1===静态变量staticVar:3===配置变量testInt:1===ThreadLocal变量tl:1===注入变量user:1

 

　　

可以看到每次请求的user对象的hashCode都不是一样的，每次赋值前取user中的变量值也都是默认值0。

总结

在@Controller/@Service等容器中，默认情况下，scope值是单例-singleton的，也是线程不安全的。

　　尽量不要在@Controller/@Service等容器中定义静态变量，不论是单例(singleton)还是多实例(prototype)他都是线程不安全的。

　　默认注入的Bean对象，在不设置scope的时候他也是线程不安全的。

　　一定要定义变量的话，用ThreadLocal来封装，这个是线程安全的。

　　以上就是面试Spring中的bean线程是否安全及原因的详细内容，更多关于面试Spring中的bean线程是否安全的资料请关注盛行IT其它相关文章！

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