Java 單例模式線程安全問題

Java 單例模式線程安全問題

SpringIOC容器默認提供bean的訪問作用域是單例模式。即在整個application生命周期中，只有一個instance。因此在多線程并發下，會有線程安全風險。我們在MVC框架下的servlet就是線程安全的。由于該servlet是在客戶端，多并發相對少，但是對于web service端，需要考慮到。

ThreadLocal類：為每一個線程提供了一個獨立的變量（實例）副本，從各將各個不同的實例訪問isolation。
在同步鎖機制中，后來者線程等待先行線程完成后，才能訪問該成員變量。而ThreadLocal實現實例的復制而隔離對象訪問數據沖突。同時也能夠少量解決scope為prototype訪問模式下大量實例生命周期管理的消耗和負擔。是“以時間換空間”和“以空間換時間”的兩種實現。前者僅提供唯一變量，讓不同的線程排隊訪問，而后者為每一個線程都提供了一份拷貝，因此可以同時訪問而互不影響，同時該拷貝存儲于內存中，下次再次訪問時候不再重新生成實例，減少服務器資源消耗。 

我們知道在一般情況下，只有無狀態的Bean才可以在多線程環境下共享，在Spring中，絕大部分Bean都可以聲明為singleton作用域。就是因為Spring對一些Bean（如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等）中非線程安全狀態采用ThreadLocal進行處理，讓它們也成為線程安全的狀態，因為有狀態的Bean就可以在多線程中共享了。

線程安全問題：由全局變量及靜態變量引起，若每個線程中對全局變量、靜態變量只有讀操作，而無寫操作，一般來說，這個全局變量是線程安全的；若有多個線程同時執行寫操作，一般都需要考慮線程同步，否則就可能影響線程安全。

1） 常量始終是線程安全的 （值恒定）
2）每次調用方法前都新建一個實例是線程安全的。（不同實例相互隔離）
3）局部變量是線程安全的（隔離）

因為每執行一個方法，都會在獨立的空間創建局部變量，它不是共享的資源。局部變量包括方法的參數變量和方法內變量。

有狀態：有數據存儲、更改功能。有狀態對象(Stateful Bean)，有實例變量的對象  ，可以保存數據，是非線程安全的。

無狀態：就是一次操作，不能變更數據。無狀態對象(Stateless Bean)，沒有實例變量的對象，不能保存數據，是不變類，是線程安全的。在spring中單例模式是共享實例，以達到提高性能。有狀態的Bean，多線程環境下不安全，那么適合用Prototype原型模式。Prototype: 每次對bean的請求都會創建一個新的bean實例。

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