1 問題描述

在一個(gè)項(xiàng)目中，需要對(duì)發(fā)送的請(qǐng)求結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，開發(fā)同事定義了兩個(gè)全局共享變量CommonUtil.ReqFailNum和ReqNum,分別記錄請(qǐng)求失敗數(shù)和發(fā)送的請(qǐng)求數(shù)。并在每次發(fā)送請(qǐng)求之前都假定該請(qǐng)求會(huì)處理失敗，先對(duì)其累加，直到成功收到200的返回碼后，重新修正失敗數(shù)量。

最后當(dāng)應(yīng)用處理請(qǐng)求處于較頻繁的階段時(shí)，出現(xiàn)了ReqFailNum最后減為負(fù)數(shù)的情況，一次正常請(qǐng)求完成時(shí)，

CommonUtil.ReqFailNum ++;和CommonUtil.ReqFailNum --應(yīng)該是成對(duì)出現(xiàn)的，這個(gè)統(tǒng)計(jì)值不應(yīng)該為負(fù)數(shù)的。

發(fā)送請(qǐng)求的代碼如下：

private static boolean XMLPost(String content, String sendUrl) throws Exception{
  boolean bn = false;
  
  if ( null != content ) {
      //初始假設(shè)請(qǐng)求發(fā)送失敗，等待正常返回200后再將失敗記錄數(shù)--
      CommonUtil.ReqFailNum ++;
      
      URL url =null;
      URLConnection con = null;
      OutputStreamWriter out = null;
      try {
        url = new URL(sendUrl);
        con = url.openConnection();
      }catch (MalformedURLException e1) {
        throw new ConnException("MalformedURLException");
      } catch (IOException e) {
        throw new ConnException("IOException");
      }
      con.setConnectTimeout(2000);
      con.setReadTimeout(2000);
      con.setDoOutput(true);
      con.setRequestProperty("Connection", "keep-alive");
      con.setRequestProperty("Pragma:", "no-cache");
      con.setRequestProperty("Cache-Control", "no-cache");
      con.setRequestProperty("Content-Type", "text/xml");
      
      try {
        out = new OutputStreamWriter(con.getOutputStream(), "UTF-8");
        out.write(content);
        out.flush();
        out.close();
      } catch (UnsupportedEncodingException e) {
        throw new ConnException("UnsupportedEncodingException");
      } catch (IOException e) {
        String exceptionStr = CommonUtil.stackTraceStr(e);
        throw new ConnException("IOException."+exceptionStr);
      }finally{
        try {
          if(out != null){
            out.close();
          }
        } catch (IOException e) {
          
          throw new ConnException("IOException...");
        }
      }
      
      String headline = con.getHeaderField(0);
      if (headline != null && headline.indexOf("200") > -1) {
        CommonUtil.ReqFailNum --;
        CommonUtil.ReqNum ++;
        bn = true;
        logger.info("sendUrl:: return 200 ok" );
      }
  }
  return bn;
}

2 錯(cuò)誤原因分析　　

　　統(tǒng)計(jì)變量在并發(fā)環(huán)境下，開發(fā)人員卻忽視了其安全問題。由于該方法在Action中調(diào)用，客戶端的每個(gè)請(qǐng)求，都會(huì)調(diào)用該方法。而Web服務(wù)器處理客戶端的請(qǐng)求時(shí)，對(duì)每個(gè)請(qǐng)求都創(chuàng)建了一個(gè)線程去處理。這段對(duì)統(tǒng)計(jì)變量操作的代碼，曝露在多線程環(huán)境下，卻沒有任何同步處理，很容易導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的不一致問題。　　

　　在這個(gè)應(yīng)用中，ReqFailNum++這個(gè)操作實(shí)際上應(yīng)該是一個(gè)原子操作，它包含了對(duì)內(nèi)存的三個(gè)動(dòng)作“讀-修改-寫”，并且結(jié)果狀態(tài)依賴于之前的狀態(tài)。上述代碼，在沒有同步的情況下，當(dāng)兩個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行這行代碼時(shí)，可能讀到的是同一個(gè)值，同時(shí)+1 ，最終應(yīng)該是兩次累計(jì)操作，結(jié)果只累加了一次，由于丟失了一次遞增操作，最終的統(tǒng)計(jì)值就偏差了1。

　　由于++代碼是方法最初的幾行，線程同時(shí)執(zhí)行++操作的概率較大，而CommonUtil.ReqFailNum --;是在請(qǐng)求成功處理完成后執(zhí)行的，這段時(shí)間涉及到網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，處理時(shí)間不確定性較大，所以- -操作同時(shí)執(zhí)行的概率也較低。最終ReqFailNum++丟失的次數(shù)會(huì)多于ReqFailNum--丟失的次數(shù)，從而導(dǎo)致這個(gè)共享變量ReqFailNum的值成了負(fù)數(shù)。

3 解決辦法　　

　　1）使用鎖，將ReqFailNum++或--的操作放在同步代碼塊中　　

　　2）由于是簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)變量，可以利用原子變量的特性，使用AtomicInteger或AtomicLong

結(jié)論：Web項(xiàng)目中，共享變量的線程安全性容易被忽視，加上數(shù)據(jù)不一致問題的出現(xiàn)具有偶發(fā)、不可預(yù)測(cè)等因素（本來想截個(gè)圖的，但是應(yīng)用目前并發(fā)量小，沒有出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象，這也是并發(fā)問題隱蔽而不易被發(fā)現(xiàn)的原因），為了防患于未然，在項(xiàng)目伊始就應(yīng)該分析并發(fā)因素，讓開發(fā)人員關(guān)注可變狀態(tài)的線程安全性問題，是非常必要的。

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