虾皮二面:Spring Bean 默认是单例的,如何保证并发安全?

共 2552字,需浏览 6分钟

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2022-05-11 01:05

《Java 面试指北》来啦!这是一份教你如何更高效地准备面试的小册,涵盖常见八股文(系统设计、常见框架、分布式、高并发 ......)、优质面经等内容。

好,我是 Guide。分享一道群友面试虾皮遇到的关于 Spring 框架的面试真题。

下面是最近更新的一些面试真题:

Spring 的 Bean 默认都是单例的,某些情况下,单例是并发不安全的,以 Controller 举例,问题根源在于,我们可能会在 Controller 中定义成员变量,如此一来,多个请求来临,进入的都是同一个单例的 Controller 对象,并对此成员变量的值进行修改操作,因此会互相影响,无法达到并发安全(不同于线程隔离的概念,后面会解释到)的效果。

首先来举个例子,证明单例的并发不安全性:

@Controller
public class HomeController {
    private int i;
    @GetMapping("testsingleton1")
    @ResponseBody
    public int test1() {
        return ++i;
    }
}

多次访问此 url,可以看到每次的结果都是自增的,所以这样的代码显然是并发不安全的。

如何解决呢?

我们为了让无状态的海量 HTTP 请求之间不受影响,我们可以采取以下几种措施:

1、单例变原型

对 web 项目,可以 Controller 类上加注解 @Scope("prototype")@Scope("request"),对非 web 项目,在 Component 类上添加注解 @Scope("prototype")

这种方式实现起来非常简单,但是很大程度上增大了 Bean 创建实例化销毁的服务器资源开销。

2、线程隔离类 ThreadLocal

有人想到了线程隔离类 ThreadLocal,我们尝试将成员变量包装为 ThreadLocal,以试图达到并发安全,同时打印出 HTTP 请求的线程名,修改代码如下:

@Controller
public class HomeController {
    private ThreadLocal i = new ThreadLocal<>();
    @GetMapping("testsingleton1")
    @ResponseBody
    public int test1() {
        if (i.get() == null) {
            i.set(0);
        }
        i.set(i.get().intValue() + 1);
        log.info("{} -> {}", Thread.currentThread().getName(), i.get());
        return i.get().intValue();
    }
}

多次访问此 url 测试一把,打印日志如下:

从日志分析出,二十多次的连续请求得到的结果有 1 有 2 有 3 等等,而我们期望不管我并发请求有多少,每次的结果都是 1;同时可以发现 web 服务器默认的请求线程池大小为 10,这 10 个核心线程可以被之后不同的 HTTP 请求复用,所以这也是为什么相同线程名的结果不会重复的原因。

ThreadLocal 的方式可以达到线程隔离,但还是无法达到并发安全。

3、尽量避免使用成员变量

有人说,单例 Bean 的成员变量这么麻烦,能不用成员变量就尽量避免这么用,在业务允许的条件下,将成员变量替换为 RequestMapping 方法中的局部变量,多省事。这种方式自然是最恰当的,本人也是最推荐。代码修改如下:

@Controller
public class HomeController {
    @GetMapping("testsingleton1")
    @ResponseBody
    public int test1() {
         int i = 0;
         // TODO biz code
         return ++i;
    }
}

但当很少的某种情况下,必须使用成员变量呢,我们该怎么处理?

4、使用并发安全的类

Java 作为功能性超强的编程语言,API 丰富,如果非要在单例 Bean 中使用成员变量,可以考虑使用并发安全的容器,如 ConcurrentHashMapConcurrentHashSet 等等,将我们的成员变量(一般可以是当前运行中的任务列表等这类变量)包装到这些并发安全的容器中进行管理即可。

5、分布式或微服务的并发安全

如果还要进一步考虑到微服务或分布式服务的影响,方式 4 便不足以处理了,所以可以借助于可以共享某些信息的分布式缓存中间件如 Redis 等,这样即可保证同一种服务的不同服务实例都拥有同一份共享信息(如当前运行中的任务列表等这类变量)。

来源:blog.csdn.net/songzehao/article

/details/103365494

··········  END  ··············

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