Servlet的线程安全问题

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Servlet的线程安全问题

​ Servlet 是在单例多线程环境下运行的。其运行可能会出现线程安全问题

一、线程安全问题

1、什么是线程安全问题

同时满足以下两个条件，则会出现线程安全问题：

（1）存在多线程并发访问

（2）存在可修改的共享数据

当多个线程同时修改同一个共享数据时，后修改的数据会将先修改的数据覆盖，对数据先进行修改的用户读取到的不是自己修改后的数据，这就是线程安全问题。

2、JVM中可能存在线程安全问题的数据分析

（1）栈内存数据分析

栈内存是多例的，即 JVM 会为每个线程创建一个栈， 所以其中的数据不是共享的。另外，方法中的局部变量存放在 Stack 的栈帧中，方法执行完毕，栈帧弹栈，局部变量消失。局部变量是局部的，不是共享的。所以栈内存中的数据不存在线程安全问题。

（2）堆内存数据分析

一个 JVM 中只存在一个堆内存，堆内存是共享的。被创建出的对象是存放在堆内存的，而存放在堆内存中的对象，实际就是对象成员变量的值的集合。即成员变量是存放在堆内存的。堆内存中的数据是多线程共享的，也就是说，堆内存中的数据是存在线程安全问题的。

（3）方法区数据分析

一个JVM中只存在一个方法区。静态变量与常量存放在方法区，方法区是多线程共享的。常量是不能被修改的量，所以常量不存在线程安全问题。静态变量是多线程共享的，所以静态变量存在线程安全问题。

3、线程安全问题的解决方案

若要解决数据的线程安全问题，则可按照下面思路考虑：

（1）对于一般性的类，不要定义为单例的。除非项目有特殊需求，或该类对象属于重量级对象。所谓重量级对象是指，创建该类对象时需要占用较大的系统资源。

（2）无论类是否为单例类，尽量不使用静态变量。

（3）若需要定义为单例类，则单例类中尽量不使用成员变量。

（4）若单例类中必须要使用成员变量，则对成员变量的操作，可以添加串行化锁 synchronized，实现线程同步。不过，最好不要使用线程同步机制。因为一旦操作进入串行化的排队状态，将大大降低程序的执行效率。

二、Servlet 的线程安全问题

​ Servlet是单例多线程并发访问的，所以其就有可能会出现线程安全问题。为了避免线程、安全问题的产生，对于Servlet 的使用，一般是不声明成员变量的。 若项且中要求必须要声明成员变量，则只能通过线程同步机制 synchronized 避免。

1、程序演示

由于 Servlet 是单例多线程的，而其中又存在可修改的成员变量 username，所以，当前这个 OneServlet 存在线程安全问题，即这个 Servlet 是线程不安全的。

private String username;   //成员变量 
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
	username = request.getParameter("username");   //对成员变量的修改    
	PrintWriter out = response.getWriter();    
	out.println("username = " + username); 
}

打开两个网页，对程序添加断点，如在以下网页提交用户名 lisi ：

此时，程序运行到断点处，再打开另一个网页，输入用户名为 zhangsan：

此时程序依然停在断点处，对断点执行，进行到下一步，即在网页显示用户名，这时会发现提交的用户名是 zhangsan，但页面显示的却是 lisi。这就是线程安全问题！

2、线程安全问题的两种解决方案

（1）声明为局部变量

String username = request.getParameter("username");

（2）对程序添加串行化锁 synchronized（效率低）

synchronized (this){    
	username = request.getParameter("username");    
	PrintWriter out = response.getWriter();    
	out.println("username = " + username); 
}

三、对线程安全问题的合理利用

​ Servlet 中的成员变量是每一个线程均可修改和访问的，所以可以利用这一点，实现计数器功能，用于统计当前 Servlet 的被访问的次数。

private int count;   //成员变量 
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {    
    count++;  //对当前访问的Servlet进行计数，每访问一次自增1    		
    response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");    
    PrintWriter out = response.getWriter();    
    out.println("当前页面已被浏览过" + count + "次。"); 
}

直接访问 OneServlet，以下页面表示访问的次数是第一次：

点击刷新，或是关掉窗口重新访问，依然会被 OneServlet 进行计数！