引言

在 Spring MVC 中，默認(rèn)情況下，@Controller 是單例的，這意味著所有請(qǐng)求共享一個(gè) Controller 實(shí)例。在并發(fā)請(qǐng)求的情況下，多個(gè)線程會(huì)同時(shí)訪問這個(gè)控制器實(shí)例。為確保并發(fā)安全，Spring 并不會(huì)自動(dòng)對(duì) Controller 進(jìn)行線程安全保護(hù)，而是通過框架設(shè)計(jì)、最佳實(shí)踐，以及開發(fā)者的代碼編寫方式來保證安全性。以下是 Spring MVC 保證 Controller 并發(fā)安全的方式和開發(fā)者應(yīng)遵循的最佳實(shí)踐。

1. 無狀態(tài)設(shè)計(jì)的控制器

在 Spring MVC 中，單例 Controller 主要依賴于無狀態(tài)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)線程安全。無狀態(tài)設(shè)計(jì)是指控制器中不包含任何可變的實(shí)例變量，因此所有請(qǐng)求在訪問 Controller 時(shí)不會(huì)共享狀態(tài)。

示例：無狀態(tài)控制器

import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

@Controller
public class SafeController {

    @GetMapping("/safe")
    @ResponseBody
    public String handleRequest(@RequestParam("input") String input) {
        // 使用局部變量，不存在線程安全問題
        String result = "Processed: " + input;
        return result;
    }
}

說明：在這個(gè)例子中，result 是局部變量，每個(gè)請(qǐng)求都有自己的局部變量空間，因此線程之間不會(huì)相互影響，從而保證了線程安全。

2. 禁止使用共享的可變實(shí)例變量

Spring MVC 中的控制器默認(rèn)是單例的，因此任何可變的實(shí)例變量會(huì)在并發(fā)訪問時(shí)導(dǎo)致線程安全問題。為此，應(yīng)避免在控制器中使用任何可變的實(shí)例變量，特別是像 List、Map 等集合類型。

示例：避免使用共享的可變實(shí)例變量

import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

@Controller
public class UnsafeController {
    private int counter = 0;  // 非線程安全的實(shí)例變量

    @GetMapping("/unsafe")
    @ResponseBody
    public String handleRequest() {
        counter++;  // 非線程安全操作
        return "Counter: " + counter;
    }
}

在上面的例子中，counter 是一個(gè)實(shí)例變量，會(huì)被多個(gè)請(qǐng)求共享訪問。這種情況下，如果有多個(gè)線程同時(shí)訪問 handleRequest，可能會(huì)導(dǎo)致 counter 的值出現(xiàn)不一致。因此，避免使用可變實(shí)例變量是保證線程安全的核心之一。

3. 使用 ThreadLocal 共享數(shù)據(jù)

如果確實(shí)需要在多個(gè)方法間共享一些數(shù)據(jù)，可以使用 ThreadLocal，它能夠?yàn)槊總€(gè)線程提供獨(dú)立的變量副本，使數(shù)據(jù)在線程之間相互隔離，避免并發(fā)沖突。

示例：使用 ThreadLocal 實(shí)現(xiàn)線程安全的共享數(shù)據(jù)

import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

@Controller
public class ThreadLocalController {
    private static final ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();

    @GetMapping("/threadlocal")
    @ResponseBody
    public String handleRequest(@RequestParam("input") String input) {
        threadLocal.set(input);  // 每個(gè)線程獨(dú)立的 threadLocal 副本
        try {
            return processInput();
        } finally {
            threadLocal.remove();  // 避免內(nèi)存泄漏
        }
    }

    private String processInput() {
        return "Processed: " + threadLocal.get();
    }
}

說明：

• ThreadLocal 為每個(gè)線程提供獨(dú)立的變量副本，使每個(gè)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立。
• 注意在方法調(diào)用結(jié)束后調(diào)用 threadLocal.remove() 清理數(shù)據(jù)，以防止內(nèi)存泄漏。

4. 使用局部變量存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)

局部變量是在方法棧上分配的，線程私有，天然是線程安全的。因此，將方法內(nèi)的中間狀態(tài)或臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在局部變量中可以保證線程安全。

示例：使用局部變量存儲(chǔ)中間狀態(tài)

import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

@Controller
public class LocalVariableController {

    @GetMapping("/localvar")
    @ResponseBody
    public String handleRequest(@RequestParam("input") String input) {
        // 使用局部變量存儲(chǔ)臨時(shí)狀態(tài)，避免實(shí)例變量共享
        String result = "Processed: " + input;
        return result;
    }
}

說明：

• result 是局部變量，每個(gè)請(qǐng)求都會(huì)有自己的 result，因此即使在并發(fā)情況下也是線程安全的。

5. 使用 @Scope("prototype") 使控制器成為多例（不推薦）

雖然可以通過 @Scope("prototype") 將控制器作用域設(shè)置為多例，每次請(qǐng)求都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的控制器實(shí)例，避免了線程安全問題，但不推薦這樣做，因?yàn)樗鼤?huì)增加內(nèi)存和對(duì)象創(chuàng)建的開銷。

示例：將控制器設(shè)為多例

import org.springframework.context.annotation.Scope;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

@Controller
@Scope("prototype")  // 設(shè)置為多例模式
public class PrototypeController {

    private int count = 0;

    @GetMapping("/prototype")
    @ResponseBody
    public String handleRequest() {
        count++;
        return "Request count: " + count;
    }
}

說明：

• 每次請(qǐng)求都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 PrototypeController 實(shí)例，count 不會(huì)被共享，因此是線程安全的。
• 但這種做法會(huì)增加對(duì)象創(chuàng)建的開銷和內(nèi)存使用，因此不推薦在高并發(fā)情況下使用。

總結(jié)

Spring MVC 保證 Controller 的并發(fā)安全主要依賴以下原則和實(shí)踐：

1. 單例無狀態(tài)設(shè)計(jì)：@Controller 默認(rèn)是單例，因此控制器應(yīng)設(shè)計(jì)為無狀態(tài)。
2. 避免使用共享的可變實(shí)例變量：控制器中不應(yīng)包含任何共享的可變實(shí)例變量，以免在并發(fā)訪問時(shí)發(fā)生線程安全問題。
3. 使用 ThreadLocal 存儲(chǔ)線程獨(dú)立的臨時(shí)狀態(tài)：當(dāng)需要共享一些臨時(shí)狀態(tài)時(shí)，使用 ThreadLocal 來隔離數(shù)據(jù)。
4. 使用局部變量存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)：將中間狀態(tài)或臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在局部變量中，以確保每個(gè)請(qǐng)求的隔離性和線程安全。

通過這些設(shè)計(jì)原則和代碼實(shí)踐，Spring MVC 的 Controller 能夠在高并發(fā)環(huán)境中有效保證線程安全。

以上就是Spring MVC保證Controller并發(fā)安全的方法小結(jié)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Spring MVC Controller并發(fā)安全的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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