Servlet的线程安全问题 {#Servlet的线程安全问题}

引入 {#引入}

首先看看这样的代码，有什么问题

这里既要求cmd不能包含Calculator又必须要包含Calculator，能做到吗，当然是可以的

Servlet的多线程机制 {#Servlet的多线程机制}

Servlet实际上是一个单件，当我们第一次请求某个Servlet时，Servlet容器将会根据web.xml配置文件或者是注解实例化这个Servlet类，之后如果又有新的客户端请求该Servlet时，则一般不会再实例化该Servlet类，这说明了什么呢？简单来说，当多个用户一起访问时，得到的其实是同一个Servlet实例，这样的话，他们对实例的成员变量的修改其实会影响到别人，所以在开发的时候如果没有注意这个问题往往会有一些额安全问题，而往往Servlet的线程安全问题主要是由于实例变量使用不当而引起

因此我们再看上面的代码，很明显我们看到了这个status状态变量是实例变量，当然这里为了突出并发的效果，这里加了一个延时，这里简简单单用python实现竞争，也不必上多线程了简单点

|---------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 | url = "http://127.0.0.1:8080/?cmd=open -na Calculator" while 1: r = requests.get(url) if "Cal" in r.text: print(r.text) |

|-----------------|------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 | url = "http://127.0.0.1:8080/?cmd=ls" while 1: r = requests.get(url) |

如何修复 {#如何修复}

1.实现 SingleThreadModel 接口 {#1-实现-SingleThreadModel-接口}

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,因此将我们上面的代码改为

|-----------|-----------------------------------------------------------------------------------| | 1 | public class TestServlet extends HttpServlet implements SingleThreadModel |

这样你觉得就完全安全了吗？？答案也不是，如果我们将上面的对状态的定义加上static呢

|-----------|---------------------------------------| | 1 | public static boolean status; |

lol，还是可以成功，原因是SingleThreadModel不会解决所有的线程安全隐患。会话属性和静态变量仍然可以被多线程的多请求同时访问

还有一点很重要该接口在Servlet　API 2.4中将不推荐使用。

2.避免使用成员变量 {#2-避免使用成员变量}

既然问题出自成员变量，那么我们就尽量避免去使用它

将上面的代码改为

|---------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 | public class TestServlet extends HttpServlet{ // public boolean status; @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { boolean status = true; String cmd = req.getParameter("cmd"); if (cmd.contains("Calculator")) { status = false; try { Thread.sleep(1000); }catch (Exception e){ } } if (!status) { return; } if (cmd.contains("Calculator")){ resp.getWriter().write(cmd); } } } |

3.同步对共享数据的操作 {#3-同步对共享数据的操作}

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，因此可以将代码写为

|---------------------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 | public class TestServlet extends HttpServlet{ public boolean status; @Override protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException { String cmd = req.getParameter("cmd"); boolean status; synchronized(this) { status = true; if (cmd.contains("Calculator")) { status = false; try { Thread.sleep(5000); } catch (Exception e) { } } } if (!status) { return; } if (cmd.contains("Calculator")){ resp.getWriter().write(cmd); } } } |

思考与小结 {#思考与小结}

但是如果利用上面三种方式去修复，这样就完全没问题了吗？并不是

比如实现SingleThreadModel以及在程序中使用同步来保护要使用的共享的数据，在实际业务当中这也会使得我们系统的性能大大下降，这也是我们不太希望看到的，前者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，而后者被同步的代码块在同一时刻也只能有一个线程执行它，这也会导致在高并发的情况下，同时处理请求的吞吐量显著的降低

因此，在Serlet中避免使用实例变量或许是更好的选择，但如果无法避免，但如果无法避免，也应该尽量做到去同步可用性最小的代码路径