Spring 中的 bean執行緒安全性分析
首先：Spring 中的 bean不是執行緒安全的
Spring容器中的Bean是否執行緒安全，容器本身並沒有提供Bean的執行緒安全策略，因此可以說Spring容器中的Bean本身不具備執行緒安全的特性，但是具體還是要結合具體scope的Bean去研究。Spring 的 bean 作用域（scope）型別
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singleton:單例，預設作用域。
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prototype:原型，每次建立一個新物件。
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request:請求，每次Http請求建立一個新物件，適用於WebApplicationContext環境下。
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session:會話，同一個會話共享一個例項，不同會話使用不用的例項。
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global-session:全域性會話，所有會話共享一個例項。
執行緒安全這個問題，要從單例與原型Bean分別進行說明。原型Bean對於原型Bean,每次建立一個新物件，也就是執行緒之間並不存在Bean共享，自然是不會有執行緒安全的問題。單例Bean對於單例Bean,所有執行緒都共享一個單例例項Bean,因此是存在資源的競爭。如果單例Bean,是一個無狀態Bean，也就是執行緒中的操作不會對Bean的成員執行查詢以外的操作，那麼這個單例Bean是執行緒安全的。比如Spring mvc 的 Controller、Service、Dao等，這些Bean大多是無狀態的，只關注於方法本身。
spring單例，為什麼controller、service和dao確能保證執行緒安全？
Spring中的Bean預設是單例模式的，框架並沒有對bean進行多執行緒的封裝處理。實際上大部分時間Bean是無狀態的（比如Dao） 所以說在某種程度上來說Bean其實是安全的。但是如果Bean是有狀態的 那就需要開發人員自己來進行執行緒安全的保證，最簡單的辦法就是改變bean的作用域 把 "singleton"改為’‘protopyte’ 這樣每次請求Bean就相當於是 new Bean() 這樣就可以保證執行緒的安全了。
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有狀態就是有資料儲存功能
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無狀態就是不會儲存資料 controller、service和dao層本身並不是執行緒安全的，只是如果只是呼叫裡面的方法，而且多執行緒呼叫一個例項的方法，會在記憶體中複製變數，這是自己的執行緒的工作記憶體，是安全的。
想理解原理可以看看《深入理解JVM虛擬機器》，2.2.2節：
Java虛擬機器棧是執行緒私有的，它的生命週期與執行緒相同。虛擬機器棧描述的是Java方法執行的記憶體模型：每個方法在執行的同時都會建立一個棧幀用於儲存區域性變量表、運算元棧、動態連結、方法出口等資訊。
《Java併發程式設計實戰》第3.2.2節：在公眾號頂級架構師後臺回覆“架構整潔”，獲取一份驚喜禮包。
區域性變數的固有屬性之一就是封閉在執行執行緒中。它們位於執行執行緒的棧中，其他執行緒無法訪問這個棧。
所以其實任何無狀態單例都是執行緒安全的。Spring的根本就是通過大量這種單例構建起系統，以事務指令碼的方式提供服務。
首先問@Controller @Service是不是執行緒安全的？
答：預設配置下不是的。為啥呢？因為預設情況下@Controller沒有加上@Scope，沒有加@Scope就是預設值singleton，單例的。意思就是系統只會初始化一次Controller容器，所以每次請求的都是同一個Controller容器，當然是非執行緒安全的。舉個栗子：
@RestController
publicclassTestController{
privateintvar=0;
@GetMapping(value="/test_var")
publicStringtest(){
System.out.println("普通變數var:"+ (++var));
return"普通變數var:"+var;
}
}在postman裡面發三次請求，結果如下：
普通變數var:1
普通變數var:2
普通變數var:3說明他不是執行緒安全的。怎麼辦呢？可以給他加上上面說的@Scope註解，如下：
@RestController
@Scope(value="prototype")// 加上@Scope註解，他有2個取值：單例-singleton 多例項-prototype
publicclassTestController{
privateintvar=0;
@GetMapping(value="/test_var")
publicStringtest(){
System.out.println("普通變數var:"+ (++var));
return"普通變數var:"+var;
}
}這樣一來，每個請求都單獨建立一個Controller容器，所以各個請求之間是執行緒安全的，三次請求結果：
普通變數var:1
普通變數var:1
普通變數var:1加了@Scope註解多的例項prototype是不是一定就是執行緒安全的呢？
@RestController
@Scope(value="prototype")// 加上@Scope註解，他有2個取值：單例-singleton 多例項-prototype
publicclassTestController{
privateintvar=0;
privatestaticintstaticVar =0;
@GetMapping(value="/test_var")
publicStringtest(){
System.out.println("普通變數var:"+ (++var)+"---靜態變數staticVar:"+ (++staticVar));
return"普通變數var:"+var+"靜態變數staticVar:"+ staticVar;
}
}看三次請求結果：
普通變數var:1---靜態變數staticVar:1
普通變數var:1---靜態變數staticVar:2
普通變數var:1---靜態變數staticVar:3雖然每次都是單獨建立一個Controller但是扛不住他變數本身是static的呀，所以說呢，即便是加上@Scope註解也不一定能保證Controller 100%的執行緒安全。所以是否執行緒安全在於怎樣去定義變數以及Controller的配置。所以來個全乎一點的實驗，程式碼如下：
@RestController
@Scope(value="singleton")// prototype singleton
publicclassTestController{
privateintvar=0;// 定義一個普通變數
privatestaticintstaticVar =0;// 定義一個靜態變數
@Value("${test-int}")
privateinttestInt;// 從配置檔案中讀取變數
ThreadLocal<Integer> tl =newThreadLocal<>();// 用ThreadLocal來封裝變數
@Autowired
privateUser user;// 注入一個物件來封裝變數
@GetMapping(value="/test_var")
publicStringtest(){
tl.set(1);
System.out.println("先取一下user物件中的值："+user.getAge()+"===再取一下hashCode:"+user.hashCode());
user.setAge(1);
System.out.println("普通變數var:"+ (++var) +"===靜態變數staticVar:"+ (++staticVar) +"===配置變數testInt:"+ (++testInt)
+"===ThreadLocal變數tl:"+ tl.get()+"===注入變數user:"+ user.getAge());
return"普通變數var:"+var+",靜態變數staticVar:"+ staticVar +",配置讀取變數testInt:"+ testInt +",ThreadLocal變數tl:"
+ tl.get() +"注入變數user:"+ user.getAge();
}
}補充Controller以外的程式碼：
config裡面自己定義的Bean:User
@Configuration
publicclassMyConfig{
@Bean
publicUseruser(){
returnnewUser();
}
}我暫時能想到的定義變數的方法就這麼多了，三次http請求結果如下：在公眾號頂級架構師後臺回覆“offer”，獲取一份演算法面試題和答案驚喜禮包。
先取一下user物件中的值：0===再取一下hashCode:241165852
普通變數var:1===靜態變數staticVar:1===配置變數testInt:1===ThreadLocal變數tl:1===注入變數user:1
先取一下user物件中的值：1===再取一下hashCode:241165852
普通變數var:2===靜態變數staticVar:2===配置變數testInt:2===ThreadLocal變數tl:1===注入變數user:1
先取一下user物件中的值：1===再取一下hashCode:241165852
普通變數var:3===靜態變數staticVar:3===配置變數testInt:3===ThreadLocal變數tl:1===注入變數user:1可以看到，在單例模式下Controller中只有用ThreadLocal封裝的變數是執行緒安全的。為什麼這樣說呢？我們可以看到3次請求結果裡面只有ThreadLocal變數值每次都是從0+1=1的，其他的幾個都是累加的，而user物件呢，預設值是0，第二交取值的時候就已經是1了，關鍵他的hashCode是一樣的，說明每次請求呼叫的都是同一個user物件。下面將TestController 上的@Scope註解的屬性改一下改成多例項的：@Scope(value = "prototype")，其他都不變，再次請求，結果如下：
先取一下user物件中的值：0===再取一下hashCode:853315860
普通變數var:1===靜態變數staticVar:1===配置變數testInt:1===ThreadLocal變數tl:1===注入變數user:1
先取一下user物件中的值：1===再取一下hashCode:853315860
普通變數var:1===靜態變數staticVar:2===配置變數testInt:1===ThreadLocal變數tl:1===注入變數user:1
先取一下user物件中的值：1===再取一下hashCode:853315860
普通變數var:1===靜態變數staticVar:3===配置變數testInt:1===ThreadLocal變數tl:1===注入變數user:1分析這個結果發現，多例項模式下普通變數，取配置的變數還有ThreadLocal變數都是執行緒安全的，而靜態變數和user（看他的hashCode都是一樣的）物件中的變數都是非執行緒安全的。也就是說盡管TestController 是每次請求的時候都初始化了一個物件，但是靜態變數始終是隻有一份的，而且這個注入的user物件也是隻有一份的。靜態變數只有一份這是當然的咯，那麼有沒有辦法讓user物件可以每次都new一個新的呢？當然可以：
publicclassMyConfig{
@Bean
@Scope(value ="prototype")
public User user(){
returnnewUser();
}
}在config裡面給這個注入的Bean加上一個相同的註解@Scope(value = "prototype")就可以了，再來請求一下看看：
先取一下user物件中的值：0===再取一下hashCode:1612967699
普通變數var:1===靜態變數staticVar:1===配置變數testInt:1===ThreadLocal變數tl:1===注入變數user:1
先取一下user物件中的值：0===再取一下hashCode:985418837
普通變數var:1===靜態變數staticVar:2===配置變數testInt:1===ThreadLocal變數tl:1===注入變數user:1
先取一下user物件中的值：0===再取一下hashCode:1958952789
普通變數var:1===靜態變數staticVar:3===配置變數testInt:1===ThreadLocal變數tl:1===注入變數user:1可以看到每次請求的user物件的hashCode都不是一樣的，每次賦值前取user中的變數值也都是預設值0。下面總結一下：1、在@Controller/@Service等容器中，預設情況下，scope值是單例-singleton的，也是執行緒不安全的。2、儘量不要在@Controller/@Service等容器中定義靜態變數，不論是單例(singleton)還是多例項(prototype)他都是執行緒不安全的。3、預設注入的Bean物件，在不設定scope的時候他也是執行緒不安全的。4、一定要定義變數的話，用ThreadLocal來封裝，這個是執行緒安全的