浅谈Spring中单例Bean是线程安全的吗

Z时代
2024-01-10
分类：综合

Spring容器中的Bean是否线程安全，容器本身并没有提供Bean的线程安全策略，因此可以说Spring容器中的Bean本身不具备线程安全的特性，但是具体还是要结合具体scope的Bean去研究。

Spring 的 bean 作用域（scope）类型

1、singleton:单例，默认作用域。

2、prototype:原型，每次创建一个新对象。

3、request:请求，每次Http请求创建一个新对象，适用于WebApplicationContext环境下。

4、session:会话，同一个会话共享一个实例，不同会话使用不用的实例。

5、global-session:全局会话，所有会话共享一个实例。

线程安全这个问题，要从单例与原型Bean分别进行说明。

原型Bean

对于原型Bean,每次创建一个新对象，也就是线程之间并不存在Bean共享，自然是不会有线程安全的问题。

单例Bean

对于单例Bean,所有线程都共享一个单例实例Bean,因此是存在资源的竞争。

如果单例Bean,是一个无状态Bean，也就是线程中的操作不会对Bean的成员执行查询以外的操作，那么这个单例Bean是线程安全的。比如Spring mvc 的 Controller、Service、Dao等，这些Bean大多是无状态的，只关注于方法本身。

有状态对象(Stateful Bean) ：就是有实例变量的对象，可以保存数据，是非线程安全的。每个用户有自己特有的一个实例，在用户的生存期内，bean保持了用户的信息，即“有状态”；一旦用户灭亡（调用结束或实例结束），bean的生命期也告结束。即每个用户最初都会得到一个初始的bean。

无状态对象(Stateless Bean)：就是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。bean一旦实例化就被加进会话池中，各个用户都可以共用。即使用户已经消亡，bean 的生命期也不一定结束，它可能依然存在于会话池中，供其他用户调用。由于没有特定的用户，那么也就不能保持某一用户的状态，所以叫无状态bean。但无状态会话bean 并非没有状态，如果它有自己的属性（变量），那么这些变量就会受到所有调用它的用户的影响，这是在实际应用中必须注意的。

对于有状态的bean，Spring官方提供的bean，一般提供了通过ThreadLocal去解决线程安全的方法，比如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等。

使用ThreadLocal的好处

使得多线程场景下，多个线程对这个单例Bean的成员变量并不存在资源的竞争，因为ThreadLocal为每个线程保存线程私有的数据。这是一种以空间换时间的方式。

当然也可以通过加锁的方法来解决线程安全，这种以时间换空间的场景在高并发场景下显然是不实际的。

补充知识：Spring Bean Scope 有状态的Bean 无状态的Bean

在Spring的Bean配置中，存在这样两种情况：

<bean id="testManager" class="com.sw.TestManagerImpl" scope="singleton" />
<bean id="testManager" class="com.sw.TestManagerImpl" scope="prototype" />

当然，scope的值不止这两种，还包括了request,session 等。但用的最多的还是singleton单态，prototype多态。

singleton表示该bean全局只有一个实例，Spring中bean的scope默认也是singleton.

prototype表示该bean在每次被注入的时候，都要重新创建一个实例，这种情况适用于有状态的Bean.

对于SSH架构的系统，很少关心这方面，因为我们用到的一般都是singleton. Bean的注入由Spring管理。

对于有状态的Bean呢？

下面是一个有状态的Bean


package com.sw;
public class TestManagerImpl implements TestManager{
 private User user; 
 public void deleteUser(User e) throws Exception {
 user = e ;      //1
 prepareData(e);
 }
 public void prepareData(User e) throws Exception {
 user = getUserByID(e.getId());      //2
 .....
 //使用user.getId();            //3
 .....
 .....
 } 
}

如果该Bean配置为singleton,会出现什么样的状况呢？

如果有2个用户访问，都调用到了该Bean.

假定为user1,user2

当user1 调用到程序中的1步骤的时候，该Bean的私有变量user被付值为user1

当user1的程序走到2步骤的时候，该Bean的私有变量user被重新付值为user1_create

理想的状况，当user1走到3步骤的时候，私有变量user应该为user1_create;

但如果在user1调用到3步骤之前，user2开始运行到了1步骤了，由于单态的资源共享，则私有变量user被修改为user2

这种情况下，user1的步骤3用到的user.getId()实际用到是user2的对象。

而如果是prototype的话，就不会出现资源共享的问题。

对于SSH来说，Bean的配置是没错的，配置为singleton ;实际应该是这个例子不应该用私有变量。这样就使得这个Bean

由无状态变成了有状态Bean.还是应该尽量使用无状态Bean.如果在程序中出现私有变量，尽量替换为参数。

对于每个访问私有变量的方法增加变量传入或者通过ThreadLocal来获取也是不错的方法。