深入研究Servlet线程安全性问题
2008-10-05 11:16
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深入研究Servlet线程安全性问题
2005-05-23 09:18 作者: 雷军环 出处: 计算机与信息技术 责任编辑:方舟载自:http://www.yesky.com/334/1951334.shtml
摘 要:介绍了Servlet多线程机制,通过一个实例并结合Java 的内存模型说明引起Servlet线程不安全的原因,给出了保证Servlet线程安全的三种解决方案,并说明三种方案在实际开发中的取舍。
关键字:Servlet 线程安全 同步 Java内存模型 实例变量
Servlet/JSP技术和ASP、PHP等相比,由于其多线程运行而具有很高的执行效率。由于Servlet/JSP默认是以多线程模式执行的,所以,在编写代码时需要非常细致地考虑多线程的安全性问题。然而,很多人编写Servlet/JSP程序时并没有注意到多线程安全性的问题,这往往造成编写的程序在少量用户访问时没有任何问题,而在并发用户上升到一定值时,就会经常出现一些莫明其妙的问题。
Servlet的多线程机制
Servlet体系结构是建立在Java多线程机制之上的,它的生命周期是由Web容器负责的。当客户端第一次请求某个Servlet时,Servlet容器将会根据web.xml配置文件实例化这个Servlet类。当有新的客户端请求该Servlet时,一般不会再实例化该Servlet类,也就是有多个线程在使用这个实例。Servlet容器会自动使用线程池等技术来支持系统的运行,如图1所示。
图1 Servlet线程池 |
Servlet的线程安全问题
Servlet的线程安全问题主要是由于实例变量使用不当而引起的,这里以一个现实的例子来说明。
Import javax.servlet. *; Import javax.servlet.http. *; Import java.io. *; Public class Concurrent Test extends HttpServlet {PrintWriter output; Public void service (HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {String username; Response.setContentType ("text/html; charset=gb2312"); Username = request.getParameter ("username"); Output = response.getWriter (); Try {Thread. sleep (5000); //为了突出并发问题,在这设置一个延时 } Catch (Interrupted Exception e){} output.println("用户名:"+Username+"<BR>"); } } |
a: http://localhost: 8080/servlet/ConcurrentTest? Username=a
b: http://localhost: 8080/servlet/ConcurrentTest? Username=b
如果用户b比用户a回车的时间稍慢一点,将得到如图2所示的输出:
图2 a用户和b用户的浏览器输出 |
Java的内存模型JMM(Java Memory Model)JMM主要是为了规定了线程和内存之间的一些关系。根据JMM的设计,系统存在一个主内存(Main Memory),Java中所有实例变量都储存在主存中,对于所有线程都是共享的。每条线程都有自己的工作内存(Working Memory),工作内存由缓存和堆栈两部分组成,缓存中保存的是主存中变量的拷贝,缓存可能并不总和主存同步,也就是缓存中变量的修改可能没有立刻写到主存中;堆栈中保存的是线程的局部变量,线程之间无法相互直接访问堆栈中的变量。根据JMM,我们可以将论文中所讨论的Servlet实例的内存模型抽象为图3所示的模型。
图3 Servlet实例的JMM模型 |
调度时刻 | a线程 | b线程 |
T1 | 访问Servlet页面 | |
T2 | 访问Servlet页面 | |
T3 | output=a的输出username=a休眠5000毫秒,让出CPU | |
T4 | output=b的输出(写回主存)username=b休眠5000毫秒,让出CPU | |
T5 | 在用户b的浏览器上输出a线程的username的值,a线程终止。 | |
T6 | 在用户b的浏览器上输出b线程的username的值,b线程终止。 |
从图4中可以清楚的看到,由于b线程对实例变量output的修改覆盖了a线程对实例变量output的修改,从而导致了用户a的信息显示在了用户b的浏览器上。如果在a线程执行输出语句时,b线程对output的修改还没有刷新到主存,那么将不会出现图2所示的输出结果,因此这只是一种偶然现象,但这更增加了程序潜在的危险性。
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