Servlet线程，工作原理及3.0新特性

servlet3.0新特性http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-servlet30/index.html?ca=drs-cn-0423

servlet工作原理http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-servlet/index.html

sevlet线程安全：

 

1、Servlet的特点:单实例多线程
     Servlet（struts类似）的生命周期是由Web容器负责的,当客户端第一次请求Servlet时,容器负责初始化Servlet,也就是实例化这个Servlet 类。以后这个实例就负责多个客户端的请求,一般不会再实例化一个Servlet类,也就是有多个线程在使用这个实例。Servlet之所以比CGI效率高就是因为Servlet是多线程的。

     Servlet采用多线程来处理多个请求同时访问，Servelet容器维护了一个线程池来服务请求。线程池实际上是等待执行代码的一组线程叫做工作者线程(WorkerThread)，Servlet容器使用一个调度线程来管理工作者线程(DispatcherThread)。当容器收到一个访问Servlet的请求，调度者线程从线程池中选出一个工作者线程，将请求传递给该线程，然后由该线程来执行Servlet的service方法。当这个线程正在执行的时候，容器收到另外一个请求，调度者线程将从池中选出另外一个工作者线程来服务新的请求，容器并不关系这个请求是否访问的是同一个Servlet还是另外一个Servlet。当容器同时收到对同一Servlet的多个请求，那这个Servlet的service方法将在多线程中并发的执行。

     Servlet容器默认采用单实例多线程的方式来处理请求，这样减少产生Servlet实例的开销，提升了对请求的响应时间。对于Tomcat可以在server.xml中通过<Connector>元素设置线程池中线程的数目。就实现来说：调度者线程类所担负的责任如其名字，该类的责任是调度线程，只需要利用自己的属性完成自己的责任。所以该类是承担了责任的，并且该类的责任又集中到唯一的单体对象中。而其他对象又依赖于该特定对象所承担的责任，我们就需要得到该特定对象。那该类就是一个单例模式的实现了。

2、线程不安全
这就导致了Servlet里的实例变量是线程不安全的,多个线程（多个客户端的请求）共享这些实例变量，一个线程对这些实例变量的改变会影响其它线程的取值，
Servlet规范已经声明Servlet不是线程安全的,包括jsp,Servlet,javabean等。

实例变量：是在堆中分配的,并被属于该实例的所有线程共享，所以不是线程安全的。
静态变量：不是线程安全的。
局部变量：方法中的局部变量是不会影响线程安全的,因为他们是在栈上分配空间,而且每个线程都有自己私有的栈空间

3、Servlet规范 -- 如何使Servlet安全

1、实现 SingleThreadModel 接口(单线程模型，效率太低，一般不使用)

该接口指定了系统如何处理对同一个Servlet的调用。如果一个Servlet被这个接口指定，那么在这个Servlet中的service方法将不会有两个线程被同时执行，当然也就不存在线程安全的问题。这种方法只要继承这个接口就行了

            public class XXXXX extends HttpServlet implements SingleThreadModel {  

                            …………  

             } 

2、同步对共享数据的操作(效率太低，一般不使用)

使用synchronized 关键字能保证一次只有一个线程可以访问被保护的区段，在本文中可以通过同步块操作来保证Servlet的线程安全。同步后的代码如下：

          Public class XXXXXX extends HttpServlet {  

                          …………  

                          synchronized (this){XXXX}  

           } 

3、Servlet编程规范

 

    1，避免使用实例变量

      线程安全问题还有些是由实例变量造成的，只要在Servlet里面的任何方法里面都不使用实例变量，那么该Servlet就是线程安全的。即将参数变量本地化。多线程并不共享局部变量.所以我们要尽可能的在servlet中使用局部变量。

 

    2，属性的线程安全：ServletContext，HttpSession，ServletRequest对象中属性

        ServletContext：（线程是不安全的）

        ServletContext是可以多线程同时读/写属性的，线程是不安全的。要对属性的读写进行同步处理或者进行深度Clone()。所以在Servlet上下文中尽可能少量保存会被修改（写）的数据，可以采取其他方式在多个Servlet中共享，比方我们可以使用单例模式来处理共享数据。

        HttpSession：（线程是不安全的）

        HttpSession对象在用户会话期间存在，只能在处理属于同一个Session的请求的线程中被访问，因此Session对象的属性访问理论上是线程安全的。当用户打开多个同属于一个进程的浏览器窗口，在这些窗口的访问属于同一个Session，会出现多次请求，需要多个工作线程来处理请求，可能造成同时多线程读写属性。这时我们需要对属性的读写进行同步处理：使用同步块Synchronized和使用读/写器来解决。

        ServletRequest：（线程是安全的）

        对于每一个请求，由一个工作线程来执行，都会创建有一个新的ServletRequest对象，所以ServletRequest对象只能在一个线程中被访问。ServletRequest是线程安全的。ServletRequest对  象在service方法的范围内是有效的，不要试图在service方法结束后仍然保存请求对象的引用。

 

    3，不要在Servlet中创建自己的线程来完成某个功能。

        Servlet本身就是多线程的，在Servlet中再创建线程，将导致执行情况复杂化，出现多线程安全问题。

 

    4，在多个servlet中对外部对象(比方文件)进行修改操作一定要加锁，做到互斥的访问。

    

    5，使用同步的集合类：

    使用Vector代替ArrayList，使用Hashtable代替HashMap。

    以下列出几种不安全的情形以及Servlet（struts1.X类似）规范：
--------------JSP------------

JSP中用到的out,request,response,session,config,page,pageconxt是线程安全的,
application在整个系统内被使用,所以不是线程安全的. 

<%! String unsafeVar; %> // 使用<%! %>声明的变量是Servlet的实例变量,不是线程安全的
<% String safeVar; %> // 局部变量,线程安全

--------------Servlet------------

class ServletMain extends HttpServlet{

  private String strTest1; // 实例变量,线程不安全,只读（客户线程不能改变其值）可用，否则不能使用。
  
  private static final String strTest2 = "TEST"; // 静态变量,但只读，线程安全，可用。
  
  private Config config; // 实例变量,如果是只读，线程安全，可用。
  
  public void init() throws ServletException {
  String strTest3; // 局部变量，线程安全

  }

 小结

      对上面的三种方法进行测试，可以表明用它们都能设计出线程安全的Servlet程序。但是，如果一个Servlet实现了SingleThreadModel接口，Servlet引擎将为每个新的请求创建一个单独的Servlet实例，这将引起大量的系统开销。SingleThreadModel在Servlet2.4中已不再提倡使用；同样如果在程序中使用同步来保护要使用的共享的数据，也会使系统的性能大大下降。这是因为被同步的代码块在同一时刻只能有一个线程执行它，使得其同时处理客户请求的吞吐量降低，而且很多客户处于阻塞状态。另外为保证主存内容和线程的工作内存中的数据的一致性，要频繁地刷新缓存,这也会大大地影响系统的性能。所以在实际的开发中也应避免或最小化Servlet 中的同步代码；在Serlet中避免使用实例变量是保证Servlet线程安全的最佳选择。从Java 内存模型也可以知道，方法中的临时变量是在栈上分配空间，而且每个线程都有自己私有的栈空间，所以它们不会影响线程的安全。

      Servlet的线程安全问题只有在大量的并发访问时才会显现出来，并且很难发现，因此在编写Servlet程序时要特别注意。线程安全问题主要是由实例变量造成的，因此在Servlet中应避免使用实例变量。如果应用程序设计无法避免使用实例变量，那么使用同步来保护要使用的实例变量，但为保证系统的最佳性能，应该同步可用性最小的代码路径。

评论

1 楼 mousepc 2014-01-10