摘要：?jiǎn)栴}復(fù)現(xiàn)假設(shè)線上是一個(gè)典型的項(xiàng)目，某一塊業(yè)務(wù)的處理邏輯為接受一個(gè)字符串參數(shù)，然后將該值賦予給一個(gè)注入的對(duì)象，修改對(duì)象的屬性后再返回，期間我們用了來(lái)模擬線上的高耗時(shí)業(yè)務(wù)代碼如下上述的也非常簡(jiǎn)單，一個(gè)普通的對(duì)象具體代碼如下所示相信使用過的伙伴們

假設(shè)線上是一個(gè)典型的Spring Boot Web項(xiàng)目，某一塊業(yè)務(wù)的處理邏輯為：

接受一個(gè)name字符串參數(shù)，然后將該值賦予給一個(gè)注入的bean對(duì)象，修改bean對(duì)象的name屬性后再返回，期間我們用了 Thread.sleep(300) 來(lái)模擬線上的高耗時(shí)業(yè)務(wù)

代碼如下：

@RestController
@RequestMapping("name")
public class NameController {

    @Autowired
    private NameService nameService;

    @RequestMapping("")
    public String changeAndReadName (@RequestParam String name) throws InterruptedException {
        System.out.println("get new request: " + name);
        nameService.setName(name);
        Thread.sleep(300);
        return nameService.getName();
    }

}

上述的nameService也非常簡(jiǎn)單，一個(gè)普通的Spring Service對(duì)象

具體代碼如下所示：

@Service
public class NameService {

    private String name;

    public NameService() {
    }

    public NameService(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public NameService setName(String name) {
        this.name = name;
        return this;
    }
}

相信使用過Spring Boot的伙伴們對(duì)這段代碼不會(huì)有什么疑問，實(shí)際運(yùn)行也沒有問題，測(cè)試也能跑通，但真的上線后，里面卻會(huì)產(chǎn)生一個(gè)線程安全問題

不相信的話，我們通過線程池，開200個(gè)線程來(lái)測(cè)試NameController就可以復(fù)現(xiàn)出來(lái)

測(cè)試代碼如下

    @Test
    public void changeAndReadName() throws Exception {
        ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(200, 300 , 2000, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue(200));
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            poolExecutor.execute(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " begin");
                        Map headers = new HashMap();
                        Map querys = new HashMap();

                        querys.put("name", Thread.currentThread().getName());
                        headers.put("Content-Type", "text/plain;charset=UTF-8");
                        HttpResponse response = HttpTool.doGet("http://localhost:8080",
                                "/name",
                                "GET",
                                headers,
                                querys);
                        String res = EntityUtils.toString(response.getEntity());

                        if (!Thread.currentThread().getName().equals(res)) {
                            System.out.println("WE FIND BUG !!!");
                            Assert.assertEquals(true, false);
                        } else {
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get received " + res);
                        }
                    }catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
        while(true) {
            Thread.sleep(100);
        }
    }

這段測(cè)試代碼，啟動(dòng)200個(gè)線程，對(duì)NameController進(jìn)行測(cè)試，每一個(gè)線程將自己的線程名作為參數(shù)提交，并對(duì)返回結(jié)果進(jìn)行斷言，如果返回的值與提交的值不匹配，那么拋出AssertNotEquals異常

實(shí)際測(cè)試后，我們可以發(fā)現(xiàn)200個(gè)線程近乎一半以上都會(huì)拋出異常

首先我們來(lái)分析一下，當(dāng)一個(gè)線程，向 http://localhost:8080/name 發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，線上的Spring Boot服務(wù)，會(huì)通過其內(nèi)置的Tomcat 8.5來(lái)接收這個(gè)請(qǐng)求

而在Tomcat 8.5中，默認(rèn)采用的是NIO的實(shí)現(xiàn)方式，及每次請(qǐng)求對(duì)應(yīng)一個(gè)服務(wù)端線程，然后這個(gè)服務(wù)端的線程，再分配到對(duì)應(yīng)的servlet來(lái)處理請(qǐng)求

所以我們可以認(rèn)為，這并發(fā)的200次客戶端請(qǐng)求，進(jìn)入NameController執(zhí)行請(qǐng)求的，也是分為200個(gè)不同的服務(wù)端線程來(lái)處理

但是Spring提供的Bean對(duì)象，并沒有默認(rèn)實(shí)現(xiàn)它的線程安全性，即默認(rèn)狀態(tài)下，我們的NameController跟NameService都屬于單例對(duì)象

這下應(yīng)該很好解釋了，200個(gè)線程同時(shí)操作2個(gè)單例對(duì)象（一個(gè)NameController對(duì)象，一個(gè)NameService對(duì)象），在沒有采用任何鎖機(jī)制的情況下，不產(chǎn)生線程安全問題是不可能的（除非是狀態(tài)無(wú)關(guān)性操作）

按照標(biāo)題說(shuō)明的，我這里提供三種解決辦法，分別是

synchronized修飾方法

synchronized代碼塊

改變bean對(duì)象的作用域

接下來(lái)對(duì)每個(gè)解決辦法進(jìn)行說(shuō)明，包括他們各自的優(yōu)缺點(diǎn)

使用synchronized來(lái)是修飾可能會(huì)產(chǎn)生線程安全問題的方法，應(yīng)該是我們最容易想到的，同時(shí)也是最簡(jiǎn)單的解決辦法，我們僅僅需要在 public String changeAndReadName (@RequestParam String name) 這個(gè)方法上，增加一個(gè)synchronized進(jìn)行修飾即可

實(shí)際測(cè)試，這樣確實(shí)能解決問題，但是各位是否可以再思考一個(gè)問題

我們?cè)賮?lái)運(yùn)行測(cè)試代碼的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)程序運(yùn)行效率大大降低，因?yàn)槊恳粋€(gè)線程必須等待前一個(gè)線程完成changeAndReadName()方法的所有邏輯后才可以運(yùn)行，而這段邏輯中，就包含了我們用來(lái)模擬高耗時(shí)業(yè)務(wù)的 Thread.sleep(300) ，但它跟我們的線程安全沒有什么關(guān)系

這種情況下，我們就可以使用第二種方法來(lái)解決問題

實(shí)際的線上邏輯，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況：我們需要確保線程安全的代碼，跟高耗時(shí)的代碼(比如說(shuō)調(diào)用第三方api)，很不湊巧的寫在同一個(gè)方法中

那么這種情況下，使用synchronized代碼塊，而不是直接修飾方法會(huì)來(lái)得高效的多

具體解決代碼如下：

    @RequestMapping("")
    public String changeAndReadName (@RequestParam String name) throws InterruptedException {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get new request: " + name);
        String result = "";
        synchronized (this) {
            nameService.setName(name);
            result = nameService.getName();
        }
        Thread.sleep(300);
        return result;
    }

再次運(yùn)行測(cè)試代碼，我們可以發(fā)現(xiàn)效率問題基本解決，但是缺點(diǎn)是需要我們自己把握好哪一塊是可能出現(xiàn)線程安全問題的代碼（而實(shí)際的線上邏輯可能非常復(fù)雜，這一塊不好把握）

現(xiàn)在非常不幸的事情發(fā)生了，我們連高耗時(shí)代碼也是狀態(tài)相關(guān)性的，而同時(shí)也需要保證效率問題，那么這種情況下就只能通過犧牲少量的內(nèi)存來(lái)解決問題了

大概思路就是通過改變bean對(duì)象的作用域，讓每一個(gè)服務(wù)端線程對(duì)應(yīng)一個(gè)新的bean對(duì)象來(lái)處理邏輯，通過彼此之間互不相關(guān)來(lái)回避線程安全問題

首先我們需要知道bean對(duì)象的作用域有哪些，請(qǐng)見下表

清楚bean對(duì)象的作用域后，接下來(lái)我們就只需要考慮一個(gè)問題：修改哪些bean的作用域？

前面我已經(jīng)解釋過，這個(gè)案例中，200個(gè)服務(wù)端線程，在默認(rèn)情況下是操作2個(gè)單例bean對(duì)象，分別是NameController和NameService（沒錯(cuò)，在Spring Boot下，Controller默認(rèn)也是單例對(duì)象）

那么是不是直接將NameController和NameServie設(shè)置為prototype就可以了呢？

如果您的項(xiàng)目是用的Struts2，那么這樣做沒有任何問題，但是在Spring MVC下會(huì)嚴(yán)重影響性能，因?yàn)镾truts2對(duì)請(qǐng)求的攔截是基于類，而Spring MVC則是基于方法

所以我們應(yīng)該將NameController的作用域設(shè)置為request，將NameService設(shè)置為prototype來(lái)解決

具體操作代碼如下

@RestController
@RequestMapping("name")
@Scope("request")
public class NameController {

}

@Service
@Scope("prototype")
public class NameService {

}

https://dzone.com/articles/un...

https://dzone.com/articles/un...

https://medium.com/sipios/how...

原創(chuàng)不易，轉(zhuǎn)載請(qǐng)申明出處

案例項(xiàng)目代碼： github/liumapp/booklet