面試官經(jīng)常喜歡問Spring中的bean是不是線程安全的這個(gè)問題用來考察對(duì)Spring  中Bean作用域的理解，先說結(jié)論，Spring中的Bean不是線程安全的。

Spring容器中的Bean是否線程安全，容器本身并沒有提供Bean的線程安全策略，因此可以說Spring容器中的Bean本身不具備線程安全的特性，但是具體還是要結(jié)合具體scope的Bean去研究。

Spring Bean作用域

Spring 的 bean 作用域（scope）類型有5種：

singleton:單例，默認(rèn)作用域。

prototype:原型，每次創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象。

request:請(qǐng)求，每次Http請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，適用于WebApplicationContext環(huán)境下。

session:會(huì)話，同一個(gè)會(huì)話共享一個(gè)實(shí)例，不同會(huì)話使用不用的實(shí)例。

global-session:全局會(huì)話，所有會(huì)話共享一個(gè)實(shí)例。

線程安全這個(gè)問題，要從單例與原型Bean分別進(jìn)行說明。

原型Bean：對(duì)于原型Bean,每次創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，也就是線程之間并不存在Bean共享，自然是不會(huì)有線程安全的問題。

單例Bean：對(duì)于單例Bean,所有線程都共享一個(gè)單例實(shí)例Bean,因此是存在資源的競(jìng)爭(zhēng)。

如果單例Bean,是一個(gè)無狀態(tài)Bean，也就是線程中的操作不會(huì)對(duì)Bean的成員執(zhí)行 查詢 以外的操作，那么這個(gè)單例Bean是線程安全的。

比如Spring mvc 的 Controller、Service、Dao等，這些Bean大多是無狀態(tài)的，只關(guān)注于方法本身。

spring單例，為什么controller、service和dao確能保證線程安全？

Spring中的Bean默認(rèn)是單例模式的，框架并沒有對(duì)bean進(jìn)行多線程的封裝處理。實(shí)際上大部分時(shí)間Bean是無狀態(tài)的（比如Dao） 所以說在某種程度上來說Bean其實(shí)是安全的。

但是如果Bean是有狀態(tài)的 那就需要開發(fā)人員自己來進(jìn)行線程安全的保證，最簡(jiǎn)單的辦法就是改變bean的作用域 把  singleton 改為 protopyte， 這樣每次請(qǐng)求Bean就相當(dāng)于是 new Bean() 這樣就可以保證線程的安全了。

有狀態(tài)就是有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能 無狀態(tài)就是不會(huì)保存數(shù)據(jù)

controller、service和dao層本身并不是線程安全的，只是如果只是調(diào)用里面的方法，而且多線程調(diào)用一個(gè)實(shí)例的方法，會(huì)在內(nèi)存中復(fù)制變量，這是自己的線程的工作內(nèi)存，是安全的。

想理解原理可以看看《深入理解JVM虛擬機(jī)》，2.2.2節(jié)：

Java虛擬機(jī)棧是線程私有的，它的生命周期與線程相同。虛擬機(jī)棧描述的是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型：每個(gè)方法在執(zhí)行的同時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息。

《Java并發(fā)編程實(shí)戰(zhàn)》第3.2.2節(jié)：

局部變量的固有屬性之一就是封閉在執(zhí)行線程中。它們位于執(zhí)行線程的棧中，其他線程無法訪問這個(gè)棧。

所以其實(shí)任何無狀態(tài)單例都是線程安全的。Spring的根本就是通過大量這種單例構(gòu)建起系統(tǒng)，以事務(wù)腳本的方式提供服務(wù)

也可以看看這篇加深理解：關(guān)于Spring的@Controller @Service等的線程安全問題

@Controller @Service是不是線程安全的？

答：默認(rèn)配置下不是的。

為啥呢？因?yàn)槟J(rèn)情況下@Controller沒有加上@Scope，沒有加@Scope就是默認(rèn)值singleton，單例的。意思就是系統(tǒng)只會(huì)初始化一次Controller容器，所以每次請(qǐng)求的都是同一個(gè)Controller容器，當(dāng)然是非線程安全的。舉個(gè)栗子：

@RestController
public class TestController {
    private int var = 0;
    @GetMapping(value = "/test_var")
    public String test() {
        System.out.println("普通變量var:" + (++var));
        return "普通變量var:" + var ;
    }
}

在postman里面發(fā)三次請(qǐng)求，結(jié)果如下：

普通變量var:1
普通變量var:2
普通變量var:3

說明他不是線程安全的。怎么辦呢？可以給他加上上面說的@Scope注解，如下：

@RestController
@Scope(value = "prototype") // 加上@Scope注解，他有2個(gè)取值：?jiǎn)卫?singleton 多實(shí)例-prototype
public class TestController {
     private int var = 0;
     @GetMapping(value = "/test_var")
    public String test() {
        System.out.println("普通變量var:" + (++var));
        return "普通變量var:" + var ;
    }
}

這樣一來，每個(gè)請(qǐng)求都單獨(dú)創(chuàng)建一個(gè)Controller容器，所以各個(gè)請(qǐng)求之間是線程安全的，三次請(qǐng)求結(jié)果：

普通變量var:1
普通變量var:1
普通變量var:1

加了@Scope注解多的實(shí)例prototype是不是一定就是線程安全的呢？

@RestController
@Scope(value = "prototype") // 加上@Scope注解，他有2個(gè)取值：?jiǎn)卫?singleton 多實(shí)例-prototype
public class TestController {
    private int var = 0;
    private static int staticVar = 0;
    @GetMapping(value = "/test_var")
    public String test() {
        System.out.println("普通變量var:" + (++var)+ "---靜態(tài)變量staticVar:" + (++staticVar));
        return "普通變量var:" + var + "靜態(tài)變量staticVar:" + staticVar;
    }
}

看三次請(qǐng)求結(jié)果：

普通變量var:1---靜態(tài)變量staticVar:1
普通變量var:1---靜態(tài)變量staticVar:2
普通變量var:1---靜態(tài)變量staticVar:3

雖然每次都是單獨(dú)創(chuàng)建一個(gè)Controller但是扛不住他變量本身是static的呀，所以說呢，即便是加上@Scope注解也不一定能保證Controller 100%的線程安全。所以是否線程安全在于怎樣去定義變量以及Controller的配置。所以來個(gè)全乎一點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)，代碼如下：

@RestController
@Scope(value = "singleton") // prototype singleton
public class TestController {
    private int var = 0; // 定義一個(gè)普通變量
    private static int staticVar = 0; // 定義一個(gè)靜態(tài)變量
    @Value("${test-int}")
    private int testInt; // 從配置文件中讀取變量
    ThreadLocal<Integer> tl = new ThreadLocal<>(); // 用ThreadLocal來封裝變量
    @Autowired
    private User user; // 注入一個(gè)對(duì)象來封裝變量
    @GetMapping(value = "/test_var")
    public String test() {
        tl.set(1);
        System.out.println("先取一下user對(duì)象中的值："+user.getAge()+"===再取一下hashCode:"+user.hashCode());
        user.setAge(1);
        System.out.println("普通變量var:" + (++var) + "===靜態(tài)變量staticVar:" + (++staticVar) + "===配置變量testInt:" + (++testInt)
                           + "===ThreadLocal變量tl:" + tl.get()+"===注入變量user:" + user.getAge());
        return "普通變量var:" + var + ",靜態(tài)變量staticVar:" + staticVar + ",配置讀取變量testInt:" + testInt + ",ThreadLocal變量tl:"
            + tl.get() + "注入變量user:" + user.getAge();
    }
}

補(bǔ)充Controller以外的代碼，config里面自己定義的Bean:User

@Configuration
public class MyConfig {
    @Bean
    public User user(){
        return new User();
    }
}

我暫時(shí)能想到的定義變量的方法就這么多了，三次http請(qǐng)求結(jié)果如下：

先取一下user對(duì)象中的值：0===再取一下hashCode:241165852
普通變量var:1===靜態(tài)變量staticVar:1===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對(duì)象中的值：1===再取一下hashCode:241165852
普通變量var:2===靜態(tài)變量staticVar:2===配置變量testInt:2===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對(duì)象中的值：1===再取一下hashCode:241165852
普通變量var:3===靜態(tài)變量staticVar:3===配置變量testInt:3===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

可以看到，在單例模式下Controller中只有用ThreadLocal封裝的變量是線程安全的。為什么這樣說呢？

我們可以看到3次請(qǐng)求結(jié)果里面只有ThreadLocal變量值每次都是從0+1=1的，其他的幾個(gè)都是累加的，而user對(duì)象呢，默認(rèn)值是0，第二交取值的時(shí)候就已經(jīng)是1了，關(guān)鍵他的hashCode是一樣的，說明每次請(qǐng)求調(diào)用的都是同一個(gè)user對(duì)象。

下面將TestController 上的@Scope注解的屬性改一下改成多實(shí)例的：@Scope(value = "prototype")，其他都不變，再次請(qǐng)求，結(jié)果如下：

先取一下user對(duì)象中的值：0===再取一下hashCode:853315860
普通變量var:1===靜態(tài)變量staticVar:1===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對(duì)象中的值：1===再取一下hashCode:853315860
普通變量var:1===靜態(tài)變量staticVar:2===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對(duì)象中的值：1===再取一下hashCode:853315860
普通變量var:1===靜態(tài)變量staticVar:3===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

分析這個(gè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，多實(shí)例模式下普通變量，取配置的變量還有ThreadLocal變量都是線程安全的，而靜態(tài)變量和user（看他的hashCode都是一樣的）對(duì)象中的變量都是非線程安全的。

也就是說盡管TestController 是每次請(qǐng)求的時(shí)候都初始化了一個(gè)對(duì)象，但是靜態(tài)變量始終是只有一份的，而且這個(gè)注入的user對(duì)象也是只有一份的。靜態(tài)變量只有一份這是當(dāng)然的咯，那么有沒有辦法讓user對(duì)象可以每次都new一個(gè)新的呢？當(dāng)然可以：

public class MyConfig {
    @Bean
    @Scope(value = "prototype")
    public User user(){
        return new User();
    }    
}

在config里面給這個(gè)注入的Bean加上一個(gè)相同的注解@Scope(value = "prototype")就可以了，再來請(qǐng)求一下看看：

先取一下user對(duì)象中的值：0===再取一下hashCode:1612967699
普通變量var:1===靜態(tài)變量staticVar:1===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對(duì)象中的值：0===再取一下hashCode:985418837
普通變量var:1===靜態(tài)變量staticVar:2===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1
先取一下user對(duì)象中的值：0===再取一下hashCode:1958952789
普通變量var:1===靜態(tài)變量staticVar:3===配置變量testInt:1===ThreadLocal變量tl:1===注入變量user:1

可以看到每次請(qǐng)求的user對(duì)象的hashCode都不是一樣的，每次賦值前取user中的變量值也都是默認(rèn)值0。

總結(jié)

在 @Controller/@Service 等容器中，默認(rèn)情況下，scope值是單例-singleton的，也是線程不安全的。

盡量不要在@Controller/@Service 等容器中定義靜態(tài)變量，不論是單例(singleton)還是多實(shí)例(prototype)他都是線程不安全的。

默認(rèn)注入的Bean對(duì)象，在不設(shè)置scope的時(shí)候他也是線程不安全的。

一定要定義變量的話，用ThreadLocal來封裝，這個(gè)是線程安全的。

以上就是面試Spring中的bean線程是否安全及原因的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于面試Spring中的bean線程是否安全的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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