使用springboot單例模式與線程安全問題踩的坑

Posted on by

springboot單例模式與線程安全問題踩的坑

最近有客戶反映，使用公司產品時，偶爾會存在崩潰情況，自己測試無問題，然後去查日志，是報空指針。

於是順藤摸瓜 往上找，好嘛，之前的開發使用瞭成員變量，感覺問題就是在這裡瞭，因為眾所周知，springboot 采用的是單例模式，所以，使用成員變量時一定要謹慎。

下面上一張該類的截圖：

大傢可能看到瞭，該類上面加上瞭@Scope(“prototype”) 註解，該註解的作用是將該類變成多例模式。講道理因為變為瞭多例，應該不會有線程問題瞭。

我先說下我這邊的一個代碼環境，上面大傢看到的BaseController這個類裡面有個init方法，會在繼承它的類的所有方法前執行。

使用的是@ModelAttribute註解，這個註解的意思是，在該controller的所有方法前執行，意在初始化，我猜測之前的同事應該是為瞭獲取相同的一些參數，抽調出來做一個父類，隨著迭代，別的同事為瞭方便，拿來就用，導致很多controller繼承瞭該類。

@Scope(“prototype”)註解：

大傢設想一下，若父類加瞭@Scope(“prototype”)註解，子類controller並沒有加該註解，會怎樣呢？該註解是否還有意義？再比如，我在某service上加上@Scope(“prototype”)註解，但調用的controller沒有加@Scope(“prototype”)註解，那麼會出現什麼樣的結果呢？大傢可以去測試一下，測試方法也很簡單，就是在對應的父類或service的無參構造方法裡打印該類的地址。

下面說下我的測試結果：

先說父類上加瞭@Scope(“prototype”)註解，子類上沒有加這種情況。結果是，同一子類繼承的為同一父類，不同子類繼承為不同父類。理解一下，很簡單，因為springboot為單例模式，所以子類為單例，那麼隻有一個子類，父類肯定是一樣的。所以，不同線程過來使用的為同一變量，就會有問題。

同理：

在service上標註@Scope(“prototype”)註解，那在同一個controller裡，該service還是同一個，也就是說還是單例的，在不同的controller裡 是不同的。測試方法同上。

現在說下解決方法：

1、是在繼承該controller的子類上都加上@Scope(“prototype”)註解。這樣做的好處是簡單。壞處也同樣明顯，因為是多例的，那麼就會產生大量的實體類，占用大量內存，若是回收不及時，有可能會出現內存溢出。

2、是將變量私有化，比如使用線程變量，對變量加鎖等，技術上會復雜一些，而且調試不太好調試。說不定那些地方就會出現問題，畢竟是老代碼。

3、將該類轉換為攔截器，將變量放入request裡，用的時候取出來。

SpringMVC 或 SpringBoot 默認是單例模式（Singleton）

多個請求是訪問的同一個方法，是如何實現線程安全的？

SpringMVC Controller默認情況下是Singleton（單例）的，當request過來，不用每次創建Controller，會用原來的instance去處理。那麼當多個線程調用它的時候，會不會發生線程不安全呢？

1、先說明下 Controller默認情況 單例的問題：

使用Spring MVC有一段時間瞭,之前一直使用Struts2,在struts2中action都是原型(prototype)的， 說是因為線程安全問題,對於Spring MVC中bean默認都是(singleton)單例的,那麼用@Controller註解標簽註入的Controller類是單例實現的?

測試結果發現spring3中的controller默認是單例的，若是某個controller中有一個私有的變量i,所有請求到同一個controller時，使用的i變量是共用的，即若是某個請求中修改瞭這個變量a，則，在別的請求中能夠讀到這個修改的內容。 若是在@Controller之前增加@Scope(“prototype”)，就可以改變單例模式為多例模式

以下是測試步驟，代碼與結果.

1. 如果是單例類型類的，那麼在Controller類中的類變量應該是共享的，如果不共享，就說明Controller類不是單例。

以下是測試代碼：

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
 
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
@Controller
public class ExampleAction {
    private int singletonInt=1;
     @RequestMapping(value = "/test")
     @ResponseBody
     public String singleton(HttpServletRequest request,
             HttpServletResponse response) throws Exception {
         String data=request.getParameter("data");
         if(data!=null&&data.length()>0){
             try{
              int paramInt= Integer.parseInt(data);
             singletonInt = singletonInt + paramInt;
             }
             catch(Exception ex){
                 singletonInt+=10;
             }
         }else{
             singletonInt+=1000;
         }
         return String.valueOf(singletonInt);
    }
}

分別三次請求： http://localhost:8080/example/test.do?data=15

得到的返回結果如下。

第一次： singletonInt=15

第二次： singletonInt=30

第三次： singletonInt=45

從以上結果可以得知，singletonInt的狀態是共享的,因此Controller是單例的。

2、對別Struts與springmvc對比

Struts2：默認prototype，Struts2 是基於類的，處於線程安全的考慮，采用瞭prototype模式，也就是說每次請求都會新建一個類來處理，自然就沒有線程安全問題瞭，每次請求的類和數據都是單獨的。

Springmvc：默認singleton 單例模式，Springmvc 是基於方法的，同一個url的請求是同一個實例處理的。每次請求都會把請求參數傳遞到同一個方法中，此時如果類裡面有成員變量，那麼這個變量就不是線程安全的瞭（例如上面的例子 private int singletonInt=1; 這個變量如果想線程安全則可以用ThreadLocal）。

在類中沒有成員變量的前提下則是線程安全的。

以上為個人經驗，希望能給大傢一個參考，也希望大傢多多支持WalkonNet。

推薦閱讀：