粗略理解并避免并发在Web系统中的问题

最新推荐文章于 2024-05-14 10:57:17 发布

原创最新推荐文章于 2024-05-14 10:57:17 发布 · 345 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

JAVA_WEB 专栏收录该内容

8 篇文章

订阅专栏

本文通过两个具体案例探讨了Web系统中的并发问题，包括变量作用域类型引发的问题及多线程同步问题，并提供了相应的解决方案。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

初步理解并避免并发在Web系统中的问题

对于我们每个Web系统来说，我们的系统会被来自五湖四海的用户并发的访问（同时访问），并且很有可能这些用户并发访问的是Web应用中的同一个Servlet。
Servlet容器就会为每个请求分配一个工作线程，这些工作线程并发的来执行同一个Servlet对象的service（）方法。

第一种并发问题：变量作用域类型导致的并发问题

package test1;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

@WebServlet(name = "HelloServlet1")
public class HelloServlet1 extends HttpServlet {
    private String username = null;
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        username = request.getParameter("username");//把username请求参数赋值给username变量

        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        response.getWriter().write("username"+": "+username);
    }
}

xml映射配置为/helloservlet1
当我们配置好环境之后，打开两个浏览器同时输入两个URL：
+ http://localhost:8080/helloservlet1?username=Lucy

http://localhost:8080/helloservlet1?username=Mark

同时不一定要绝对的同时，时间相近就可以了（一个一个进网址，然后刷新也是可以的）

结果如下：

我们可以发现：请求参数明明是Mark，为什么返回的却是Lucy呢？

我们应该关注HTTP请求和线程，以及HTTP请求和username变量之间的对应关系。
+ 一个HTTP请求对应着一个工作线程
+ 一个HTTP请求对应着一个username变量

结论：一个工作线程一个要对应一个username变量。所以应该吧username变量定义为Service方法内部的局部变量：

 protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        String username = null;
        username = request.getParameter("username");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        response.getWriter().write("username"+": "+username);
    }

我们再来详细分析下刚刚的例子中时序操作过程：

时刻点	响应第一个工作请求的工作线程	响应第二个工作请求的线程
T1	请求读取username = Mark
T2		请求读取username = Lucy
T3	将实例变量username赋值为Mark
T4		将实例变量username赋值为Lucy
T5	Sleep(3000)
T6		Sleep(3000)
T7	username = Lucy
T8		username = Lucy

这里的时间很短，类似于CPU中的时间片我们近似认为操作是并发的

第二种并发问题：多线程同步带来的并发问题

package test2;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

@WebServlet(name = "HelloServlet2")
public class HelloServlet2 extends HttpServlet {
    private int number=100;
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        int increase= 1;
        increase = Integer.parseInt(request.getParameter("increase"));
        response.getWriter().write(number + " + " + increase + " = ");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        number += increase;
        response.getWriter().write(number + "");
    }
}

当我们配置好环境后同时打开浏览器输入两个URL：
+ http://localhost:8080/helloservlet2?increase=100

http://localhost:8080/helloservlet2?increase=200

结果如下：我们会发现100+100=400

发生错误的原因：number的初始值为100，当它先接受到第二个请求increase=200之后它将会变为300，那么对于第一个请求的number来说则变成了number(300)+100=number(400)。
+ 一个HTTP请求对应的是一个工作线程。
+ 但是所有的HTTP请求对应的是同一个number变量。

解决方法：利用Java的同步机制

package test2;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

@WebServlet(name = "HelloServlet2")
public class HelloServlet2 extends HttpServlet {
    private int number=100;
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        int increase= 1;
        increase = Integer.parseInt(request.getParameter("increase"));
        synchronized (this) {//同步代码版块
            response.getWriter().write(number + " + " + increase + " = ");
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (Exception ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
            number += increase;
            response.getWriter().write(number + "");
        }
    }
}

这样就可以确保在任意的一个时刻，只允许一个工作线程执行servlet的service（）方法，从而确保两个浏览器都可以得到当前匹配的响应结果。

SingleThreadModel接口（不推荐使用）

这是一个废弃的接口，该接口是专门用来避免并发问题而提供的。可以解决上述的两种并发问题，但均没有符合本意，仅仅是解决而已。
工作原理：
+ 在任意时刻，只允许有一个工作线程执行service（）方法，如果有多可客户访问该servlet，那么这些客户的请求即将被放到一个等待队列中，容器会一次来响应等待队列中的每个客户的请求。

这种方法实际上禁止了多个客户端对同一个servlet的并发访问。

第一个例子如果使用SingleThreadModel接口，则还是没有改变全局变量为局部变量，这与实际应用需求不合。
第二个例子如果使用SingleThreadModel接口，对于两次同时访问servlet，尽管对于单次的客户请求可以返回正确的结果，但是无法用于累计客户多次请求的加法操作，使得实例失去意义。

所以在实际开发中使用SingelThreadModel不能很好的解决问题。