Servlet的线程安全问题

这个问题网上一直没有搜到很详细的解释，也可能是高人的解释不符合我的理解方式。所以自己到网上搜集了写资料再加自己的想法，随便写了点东西发到论坛上，希望大家给予修正意见，看我是否理解对了。

一般servlet在jvm中只有个对象，当多个请求来请求一个jsp页面的时候，实际上都是调用这个jsp编译好的servlet类doPost或者doGet方法。

现在我就模拟一个servlet的调用过程

new Runnalbe{
	public run(){
		Request requset = new Request();
		Resposne response = new Response();
               //servlet对象只有一个，是容器自动生成的，这里模拟一个servlet的调用过程。
		servlet.doPost	(request,response);
	}
}

当有多个请求过来的时候，相当于多个线程来执行这段代码。上面那个servlet的实现类HelloServlet：

public class HelloServlet extends HttpServlet {
	private int j =0;
    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){
    	int i=0;
    	i++;
    	j++;
		//这里的i和j那个是线程安全的那个不是呢，后面我们将从线程的堆栈，和jvm的堆的概念来解释这个问题
//request 和 response  对象是不是线程安全的
   }
}

JVM是基于堆栈的虚拟机.JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈（这里的堆栈不是指堆）.也就是说,对于一个Java程序来说，它的运行
就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。

我们知道,某个线程正在执行的方法称为此线程的当前方法.我们可能不知道,当前方法使用的帧称为当前帧。当线程激活一个
Java方法,JVM就会在线程的Java堆栈里新压入一个帧。这个帧自然成为了当前帧.在此方法执行期间,这个帧将用来保存参数,局部变量,中间计算过程和其他数据.这个帧在这里和编译原理中的活动纪录的概念是差不多的。

这里还要补充一下堆的概念：

堆(heap)是放实例和数组的，JAVA里面没有全局变量这个概念，所有变量都是以类的属性或者参数等形式存在的。GC是自动回收.但是数组和类的引用是放在堆栈中。

学过汇编的可能都知道，数据是是存储在栈内的，执行的代码逻辑是可以共用的。当多个线程来访问同一个方法的时候，共享同一段代码逻辑，但是方法对应的数据是存储在各自的堆栈(stack)中，如局部变量和参数还有对象的引用（局部变量和参数也可能是对象的引用）。所以多线程并发的情况下，出现不同步的现象主要是因为各自堆栈存放的某些数据是共享的，说白了就是同一个数据的引用（不是copy）被存放在不同的堆栈中。 例如类X的对象A被多个线程访问，他的引用被保存在多个线程的堆栈中，当多个线程访问A对象的某个属性b的时候如果不加锁就会出现不同步的现象。所以为了避免这种情况发生一是加锁，二就是为每个线程都生成一个类X的对象，这样每个线程的堆栈中存放的类X引用所对应的堆中的对象都不一样，当然就不存在共享的问题。

 

现在我们回到开始那个例子，可以很好的分析出参数request，respone，i是线程安全的，而j是线程不安全的；

为什么？request，respone是线程安全的是因为每个线程对应的request，respone对象都是不一样的，不存在共享问题。i是线程安全的是应为i是局部变量，每个线程的堆栈中存放的值也是各自独立的。

j线程不安全是应为它是类HelloServlet的属性，找了很多资料都不能说清楚它到底放在那里，从实际效果来看，它是不安全的，所以应该是放在和类对象一起放在堆里面的，堆里面估计是复制了一份过来，因为HelloServlet对多个线程而言只有

一个实例，所以存在共享问题。

 

评论

24 楼 PetriNet 2009-07-24  

很奇怪，这么多人讨论servlet，就没人看过servlet spec？

23 楼 martinfans 2009-07-09  

kaneg 写道

其实说简单一点就是：
servlet是单实例多线程运行方式，所以对象变量线程不安全，局部变量线程安全

同意！ local variable不存在race condition, 但是instance variable存在race condition.
请诸位看这里，
http://book.javanb.com/java-concurrency-in-Practice/ch02lev1sec2.html

The definition of race condition,
The possibility of incorrect results in the presence of unlucky timing is so important in concurrent programming that it has a name: a race condition.

22 楼 kuaileqingfeng 2009-06-17  

看了上面大家的讨论，我的理解是：属于某个线程的数据不会出现同步的问题，例如方法中的局部变量，而不属于线程的数据，例如类中的成员变量，由于他是对该类的对象共享的，如果多个线程拥有一个对象的同一个引用，就会出现同步的问题。

21 楼 wangacidlemon 2009-06-01  

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。

20 楼 ghostsun 2009-05-26  

楼主分析的很好，最近我也在研究servlet为什么不是多线程的，开会了，回来再说，呵呵。。。
servlet是单例的还是很有道理的！

19 楼 kimmking 2009-03-09  

wujie2008 写道

moshalanye 写道

    一般我们新建对象，jvm 才会为我们新建存放对象的堆空间，里面有属于对象的方法体和属性，而对对象的引用和基础数据类型是存放在栈中的，而cpu运作时，进行运算而产生的中间结果会放在cpu的寄存器中。
    所以基础数据声明后，不管怎么赋值，都不会有线程问题（int i=1;int j=i）两个int 类型的数据根本就是2个数据体。
    局部变量本来就是在某个线程的生命周期内声明的变量，如果不用特别的方法保存它，其他线程根本没办法引用到它，所以也就没有线程同步的问题存在
    而引用同一个对象，修改得是同一个堆中的数据，线程同步腐蚀就出现了，如果没有状态数据，被使用对象也就没有被线程修改得可能，也就没有线程安全问题

说的不错，很认同，如《 进行运算而产生的中间结果会放在cpu的寄存器中》 这句话，比如说j=5；j在第一个线程自增后的结果6保存在CPU的临时寄存器中，假如寄存器自增的值6没有及时回写到内存中去，而同时又有另一个线程执行了此代码，则刚才有第一个线程自增的结果将被第二个线程清洗掉，然后后一个线程在j原先的基础上5上自增1为6，回写到内存。退出代码，假如此时第一个线程被唤醒，再次见寄存器中的值写入到内存中，还是6。经过了两次自增并应该是7，但内存中的值是6，就导致了线程不同步，主要是由于自增运算造成的，而基础数据的任何的赋值操作是不会导致线程安全问题。

如果一个对象下一刻的值 需要依赖原来的值，
就会在多线程下有同步的问题

18 楼 wujie2008 2009-03-09  

moshalanye 写道

    一般我们新建对象，jvm 才会为我们新建存放对象的堆空间，里面有属于对象的方法体和属性，而对对象的引用和基础数据类型是存放在栈中的，而cpu运作时，进行运算而产生的中间结果会放在cpu的寄存器中。
    所以基础数据声明后，不管怎么赋值，都不会有线程问题（int i=1;int j=i）两个int 类型的数据根本就是2个数据体。
    局部变量本来就是在某个线程的生命周期内声明的变量，如果不用特别的方法保存它，其他线程根本没办法引用到它，所以也就没有线程同步的问题存在
    而引用同一个对象，修改得是同一个堆中的数据，线程同步腐蚀就出现了，如果没有状态数据，被使用对象也就没有被线程修改得可能，也就没有线程安全问题

说的不错，很认同，如《 进行运算而产生的中间结果会放在cpu的寄存器中》 这句话，比如说j=5；j在第一个线程自增后的结果6保存在CPU的临时寄存器中，假如寄存器自增的值6没有及时回写到内存中去，而同时又有另一个线程执行了此代码，则刚才有第一个线程自增的结果将被第二个线程清洗掉，然后后一个线程在j原先的基础上5上自增1为6，回写到内存。退出代码，假如此时第一个线程被唤醒，再次见寄存器中的值写入到内存中，还是6。经过了两次自增并应该是7，但内存中的值是6，就导致了线程不同步，主要是由于自增运算造成的，而基础数据的任何的赋值操作是不会导致线程安全问题。

17 楼 ysen 2009-03-06  

Element&lina 写道

sdh5724 写道

一个servlet的非线性安全说的这么复杂。哥们， 更简单的理解问题哦。
servlet是否线程安全取决容器的实现， 一般来说， servlet不是线程安全的， 你自要实现一个也无所谓。

共享会不会造成线程安全也是不对的.

确切的说， 如果一个对象的实例， 在多线程环境下， 如果API CALL会有状态的， 那么他一般就不是线程安全的。

简单明了，同意

16 楼 Element&lina 2009-01-21  

sdh5724 写道

一个servlet的非线性安全说的这么复杂。哥们， 更简单的理解问题哦。
servlet是否线程安全取决容器的实现， 一般来说， servlet不是线程安全的， 你自要实现一个也无所谓。

共享会不会造成线程安全也是不对的.

确切的说， 如果一个对象的实例， 在多线程环境下， 如果API CALL会有状态的， 那么他一般就不是线程安全的。

简单明了，同意

15 楼 unsid 2009-01-21  

kjj 写道

我汗，不知道楼主到底像指导什么，servlet 本来就不是线程安全的，要安全实现一个好像叫做siglelon 啥的接口就线程安全了，不过性能也下降了，自己衡量，请参看sun的jee 文档，有例子说的非常清楚

我先前刚好以为的和你说的相反，我以为容器为每个请求都创建一个新的servlet实例，这种情况下是线程安全的，如果实现singleModel什么的接口，系统将只创建一个servlet实例，分配给所有线程，这样就不安全了，看这个名字singleXX就不像是什么安全的东西，在servlet2.0版本中就不建议使用了，不过是为了节省内存开销。。

现在看大家都这么说，我估计是不是我的想法错了。。

14 楼 javatestoracle 2009-01-20  

servlet 是单实例的，多个线程可能会同时运行，当然这个实例是放在堆里面，由于堆是给多个线程共享的，每个线程的栈，都会referce这个实例，如果这个实例有实例变量，那不好意思，我们都可以访问，所以会早晨不安全的情况，请参看深入java虚拟机第二版 57页

13 楼 lkjust08 2009-01-05  

kaneg 写道

其实说简单一点就是：
servlet是单实例多线程运行方式，所以对象变量线程不安全，局部变量线程安全

说的很对，受教了。

12 楼 taga 2009-01-03  

"servlet 本来就不是线程安全的"
没错，同一个servlet对于不同用户的请求使用不同的线程处理

11 楼 kjj 2009-01-03  

我汗，不知道楼主到底像指导什么，servlet 本来就不是线程安全的，要安全实现一个好像叫做siglelon 啥的接口就线程安全了，不过性能也下降了，自己衡量，请参看sun的jee 文档，有例子说的非常清楚

10 楼 sdh5724 2009-01-01  

一个servlet的非线性安全说的这么复杂。哥们， 更简单的理解问题哦。
servlet是否线程安全取决容器的实现， 一般来说， servlet不是线程安全的， 你自要实现一个也无所谓。

共享会不会造成线程安全也是不对的.

确切的说， 如果一个对象的实例， 在多线程环境下， 如果API CALL会有状态的， 那么他一般就不是线程安全的。

9 楼 frenchmay 2009-01-01  

1）所以多线程并发的情况下，出现不同步的现象主要是因为各自堆栈存放的某些数据是共享的，说白了就是同一个数据的引用（不是copy）被存放在不同的堆栈中。

准确点说是堆数据共享

2）例如类X的对象A被多个线程访问，他的引用被保存在多个线程的堆栈中，

一个java虚拟机中只有一个堆被多个线程共享

8 楼 allenofchina 2008-08-29  

楼上写得不错
我也没有验证过

7 楼 neora 2008-08-29  

allenofchina 写道

而servlet是否是单例取决于容器的实现
一般来说不是单例的

不对吧,一般来说Servlet都是单例的。

public class TestServletSingle extends HttpServlet {
	protected void doGet(HttpServletRequest request,
			HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		try {
			Thread.sleep(5000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		response.getOutputStream().println(this.hashCode());
	}

	protected void doPost(HttpServletRequest request,
			HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
		doGet(request, response);
	}
}

你在5秒内打开N个浏览器窗口试试，返回的都是相同的Hashcode。只有在context reload以后，Hashcode才发生变化。因为原来的servlet object销毁了，容器又新建了一个。

然而，Servlet的单例不由class来决定，而是由您在web.xml里配置的servlet-name来决定。也就是说每一个servlet-name只有1个单例。当你有3个不同的serlvet-name指定了相同的1个servlet-class时，容器会产生3个不同的servlet object。只有3个。

6 楼 allenofchina 2008-08-28  

你例子举的不好，概念也不完全对
其实就是一个线程安全的问题
和servlet没有关系
你这个j是否线程安全取决于你的servlet是否是同一个对象
而servlet是否是单例取决于容器的实现
一般来说不是单例的

5 楼 wangzhongjie 2008-08-28  

地址引用，也可以归类到堆栈这些东西里面把