Java 单例模式线程安全问题

探讨了Java单例模式下的线程安全问题,分析了Spring框架如何通过ThreadLocal处理有状态Bean,确保多线程环境下的安全性。并介绍了线程安全的实现机制和常见问题。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Java 单例模式线程安全问题

 更新时间:2017年09月14日 11:30:42   作者:flycw    我要评论

 

这篇文章主要介绍了Java 单例模式线程安全问题的相关资料,希望通过本文大家能了解掌握单例模式中线程安全的使用方法,需要的朋友可以参考下

Java 单例模式线程安全问题

SpringIOC容器默认提供bean的访问作用域是单例模式。即在整个application生命周期中,只有一个instance。因此在多线程并发下,会有线程安全风险。我们在MVC框架下的servlet就是线程安全的。由于该servlet是在客户端,多并发相对少,但是对于web service端,需要考虑到。

ThreadLocal类:为每一个线程提供了一个独立的变量(实例)副本,从各将各个不同的实例访问isolation。
在同步锁机制中,后来者线程等待先行线程完成后,才能访问该成员变量。而ThreadLocal实现实例的复制而隔离对象访问数据冲突。同时也能够少量解决scope为prototype访问模式下大量实例生命周期管理的消耗和负担。是“以时间换空间”和“以空间换时间”的两种实现。前者仅提供唯一变量,让不同的线程排队访问,而后者为每一个线程都提供了一份拷贝,因此可以同时访问而互不影响,同时该拷贝存储于内存中,下次再次访问时候不再重新生成实例,减少服务器资源消耗。 

我们知道在一般情况下,只有无状态的Bean才可以在多线程环境下共享,在Spring中,绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域。就是因为Spring对一些Bean(如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等)中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理,让它们也成为线程安全的状态,因为有状态的Bean就可以在多线程中共享了。

线程安全问题:由全局变量及静态变量引起,若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作,而无写操作,一般来说,这个全局变量是线程安全的;若有多个线程同时执行写操作,一般都需要考虑线程同步,否则就可能影响线程安全。

1) 常量始终是线程安全的 (值恒定)
2)每次调用方法前都新建一个实例是线程安全的。(不同实例相互隔离)
3)局部变量是线程安全的(隔离)

因为每执行一个方法,都会在独立的空间创建局部变量,它不是共享的资源。局部变量包括方法的参数变量和方法内变量。

有状态:有数据存储、更改功能。有状态对象(Stateful Bean),有实例变量的对象  ,可以保存数据,是非线程安全的。

无状态:就是一次操作,不能变更数据。无状态对象(Stateless Bean),没有实例变量的对象,不能保存数据,是不变类,是线程安全的。在spring中单例模式是共享实例,以达到提高性能。有状态的Bean,多线程环境下不安全,那么适合用Prototype原型模式。Prototype: 每次对bean的请求都会创建一个新的bean实例。

如有疑问请留言或者到本站社区交流讨论,感谢阅读,希望能帮助到大家,谢谢大家对本站的支持!

### Java单例模式线程安全实现 #### 静态内部类方式 在现代Java实践中,推荐使用基于类加载机制的静态内部类方式来实现单例模式。这种方式仅简洁而且避免了双重检查锁定可能带来的复杂性[^1]。 ```java public class Singleton { private Singleton() {} private static class SingletonHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } } ``` 此方法利用了Java虚拟机(JVM)的类初始化特性,在首次调用`getInstance()`时才会加载并初始化内部类`SingletonHolder`及其唯一的实例对象。由于类的初始化阶段由JVM保证其线程安全性,因此无需额外同步措施即可确保线程安全性和懒加载效果。 #### 双重检查锁定(DCL) 另一种常见的做法是采用双重检查锁定机制(Double Checked Locking),即先进行一次无锁检测再进入临界区执行加锁操作,并且在此之后还要做第二次验证以确认是否已经存在实例。这种方法可以在一定程度上减少必要的同步开销,提高性能效率[^3]。 ```java public class Singleton { private volatile static Singleton uniqueInstance; private Singleton() {} public static Singleton getUniqueInstance() { if (uniqueInstance == null) { // 第一重校验 synchronized (Singleton.class) { if (uniqueInstance == null) { // 第二重校验 uniqueInstance = new Singleton(); } } } return uniqueInstance; } } ``` 这里的关键在于声明了一个带有`volatile`修饰符的静态成员变量`uniqueInstance`,用于防止指令重排序造成的内存可见性问题,从而保障多线程环境下的正确行为。 虽然DCL能较好地平衡资源消耗与响应速度之间的关系,但由于其实现较为繁琐容易出错,所以在实际开发过程中更倾向于选择更为简单可靠的静态内部类方案作为首选策略。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值