Spring Boot2.x教程：（十七）从奶茶店说起：轻松理解Spring Boot的Service默认单例与多线程

大家好，我是欧阳方超，公众号同名。

1 概述

在Spring Boot应用中，经常会有这样的疑问：既然每个前端请求都对应一个后端线程来处理，为什么Service还要设计成单例的呢？本文将通过简单的例子来深入解析这个问题。

2 关键点

几个需要注意的关键点。

• 每个HTTP请求确实会由独立的线程处理
• Spring默认将Service设计为单例模式
• 多个线程会共享同一个Service实例

3 通过实例理解

我们考虑使用奶茶店来类比这个机制。

3.1 基础架构

@RestController
public class OrderController {
    @Autowired
    private MilkTeaService milkTeaService;  // 只有一个制作间

    @PostMapping("/order")
    public Result createOrder(@RequestBody OrderRequest request) {
        // 每个请求一个线程，就像每个顾客都有专门的店员服务
        return milkTeaService.makeTeaOrder(request);
    }
}

@Service
public class MilkTeaService {
    // 这些是共享资源，就像制作间里的设备
    private final AtomicInteger orderCount = new AtomicInteger(0);
    
    public Result makeTeaOrder(OrderRequest request) {
        // 这些是方法内的局部变量，每个线程都有自己的，就像每个店员手上的订单小票
        Order order = new Order(request);
        
        // 使用共享计数器，就像在制作间的记录板上记录
        orderCount.incrementAndGet();
        
        return Result.success(order);
    }
}

3.2 为什么Service要是单例的

想象一下奶茶店的场景：

• 店铺只需要一个制作间（Service单例）
• 可以有多个店员同时工作（多线程并发）
• 店员共用制作间的设备（共享资源）
• 每个店员处理自己的订单（线程隔离）

3.3 线程安全问题

@Service
public class MilkTeaService {
    // 错误示例：这样会造成数据混乱
    private Order currentOrder;  // 不要这样做！
    
    // 正确示例：使用ThreadLocal
    private ThreadLocal<Order> orderContext = new ThreadLocal<>();
    
    // 正确示例：使用线程安全的集合
    private ConcurrentHashMap<String, Order> orderMap = new ConcurrentHashMap<>();
}

4 实际业务场景

4.1 共享资源场景

@Service
public class UserService {
    // 数据库连接池：所有线程共享
    @Autowired
    private DataSource dataSource;
    
    // 缓存客户端：所有线程共享
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
}

4.2 状态统计场景

@Service
public class OrderService {
    // 订单统计：所有线程共享
    private AtomicInteger totalOrders = new AtomicInteger(0);
    
    public void processOrder(Order order) {
        // 处理订单
        totalOrders.incrementAndGet();  // 安全地增加计数
    }
}

5 最佳实践建议

1. 什么可以共享

• 配置信息
• 连接池
• 缓存客户端
• 全局计数器

2. 什么不能共享

• 请求相关的数据
• 用户特定的状态
• 临时计算结果

3. 线程安全处理

• 使用ThreadLocal存储线程特有数据
• 使用线程安全的集合类（ConcurrentHashMap等）
• 使用原子类（AtomicInteger等）
• 通过方法参数传递数据

6 总结

Spring Boot中的Service采用单例模式是一种优秀的设计，因为它可以做到节省系统资源、提高性能、方便共享状态、便于资源复用，关键是要正确处理线程安全问题，区分好什么资源可以共享，什么数据需要隔离。就像一个高效的奶茶店，一个制作间可以供多个店员使用，但每个店员都要管理好自己的订单，不能混乱。
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