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web開發線程安全

發布時間: 2022-09-19 09:40:43

① 如何創建線程如何保證線程安全

線程安全等級

之前的博客中已有所提及「線程安全」問題,一般我們常說某某類是線程安全的,某某是非線程安全的。其實線程安全並不是一個「非黑即白」單項選擇題。按照「線程安全」的安全程度由強到弱來排序,我們可以將java語言中各種操作共享的數據分為以下5類:不可變、絕對線程安全、相對線程安全、線程兼容和線程對立。

1、不可變

在java語言中,不可變的對象一定是線程安全的,無論是對象的方法實現還是方法的調用者,都不需要再採取任何的線程安全保障措施。如final關鍵字修飾的數據不可修改,可靠性最高。

2、絕對線程安全

絕對的線程安全完全滿足Brian GoetZ給出的線程安全的定義,這個定義其實是很嚴格的,一個類要達到「不管運行時環境如何,調用者都不需要任何額外的同步措施」通常需要付出很大的代價。

3、相對線程安全

相對線程安全就是我們通常意義上所講的一個類是「線程安全」的。

它需要保證對這個對象單獨的操作是線程安全的,我們在調用的時候不需要做額外的保障措施,但是對於一些特定順序的連續調用,就可能需要在調用端使用額外的同步手段來保證調用的正確性。

在java語言中,大部分的線程安全類都屬於相對線程安全的,例如Vector、HashTable、Collections的synchronizedCollection()方法保證的集合。

4、線程兼容

線程兼容就是我們通常意義上所講的一個類不是線程安全的。

線程兼容是指對象本身並不是線程安全的,但是可以通過在調用端正確地使用同步手段來保證對象在並發環境下可以安全地使用。Java API中大部分的類都是屬於線程兼容的。如與前面的Vector和HashTable相對應的集合類ArrayList和HashMap等。

5、線程對立

線程對立是指無論調用端是否採取了同步錯誤,都無法在多線程環境中並發使用的代碼。由於java語言天生就具有多線程特性,線程對立這種排斥多線程的代碼是很少出現的。

一個線程對立的例子是Thread類的supend()和resume()方法。如果有兩個線程同時持有一個線程對象,一個嘗試去中斷線程,另一個嘗試去恢復線程,如果並發進行的話,無論調用時是否進行了同步,目標線程都有死鎖風險。正因此如此,這兩個方法已經被廢棄啦。

二、線程安全的實現方法

保證線程安全以是否需要同步手段分類,分為同步方案和無需同步方案。

1、互斥同步

互斥同步是最常見的一種並發正確性保障手段。同步是指在多線程並發訪問共享數據時,保證共享數據在同一時刻只被一個線程使用(同一時刻,只有一個線程在操作共享數據)。而互斥是實現同步的一種手段,臨界區、互斥量和信號量都是主要的互斥實現方式。因此,在這4個字裡面,互斥是因,同步是果;互斥是方法,同步是目的。

在java中,最基本的互斥同步手段就是synchronized關鍵字,synchronized關鍵字編譯之後,會在同步塊的前後分別形成monitorenter和monitorexit這兩個位元組碼質量,這兩個位元組碼指令都需要一個reference類型的參數來指明要鎖定和解鎖的對象。

此外,ReentrantLock也是通過互斥來實現同步。在基本用法上,ReentrantLock與synchronized很相似,他們都具備一樣的線程重入特性。

互斥同步最主要的問題就是進行線程阻塞和喚醒所帶來的性能問題,因此這種同步也成為阻塞同步。從處理問題的方式上說,互斥同步屬於一種悲觀的並發策略,總是認為只要不去做正確地同步措施(例如加鎖),那就肯定會出現問題,無論共享數據是否真的會出現競爭,它都要進行加鎖。

2、非阻塞同步

隨著硬體指令集的發展,出現了基於沖突檢測的樂觀並發策略,通俗地說,就是先進行操作,如果沒有其他線程爭用共享數據,那操作就成功了;如果共享數據有爭用,產生了沖突,那就再採用其他的補償措施。(最常見的補償錯誤就是不斷地重試,直到成功為止),這種樂觀的並發策略的許多實現都不需要把線程掛起,因此這種同步操作稱為非阻塞同步。

非阻塞的實現CAS(compareandswap):CAS指令需要有3個操作數,分別是內存地址(在java中理解為變數的內存地址,用V表示)、舊的預期值(用A表示)和新值(用B表示)。CAS指令執行時,CAS指令指令時,當且僅當V處的值符合舊預期值A時,處理器用B更新V處的值,否則它就不執行更新,但是無論是否更新了V處的值,都會返回V的舊值,上述的處理過程是一個原子操作。

CAS缺點:

ABA問題:因為CAS需要在操作值的時候檢查下值有沒有發生變化,如果沒有發生變化則更新,但是一個值原來是A,變成了B,又變成了A,那麼使用CAS進行檢查時會發現它的值沒有發生變化,但是實際上卻變化了。

ABA問題的解決思路就是使用版本號。在變數前面追加版本號,每次變數更新的時候把版本號加一,那麼A-B-A就變成了1A-2B-3C。JDK的atomic包里提供了一個類AtomicStampedReference來解決ABA問題。這個類的compareAndSet方法作用是首先檢查當前引用是否等於預期引用,並且當前標志是否等於預期標志,如果全部相等,則以原子方式將該引用和該標志的值設置為給定的更新值。

3、無需同步方案

要保證線程安全,並不是一定就要進行同步,兩者沒有因果關系。同步只是保證共享數據爭用時的正確性的手段,如果一個方法本來就不涉及共享數據,那它自然就無需任何同步操作去保證正確性,因此會有一些代碼天生就是線程安全的。

1)可重入代碼

可重入代碼(ReentrantCode)也稱為純代碼(Pure Code),可以在代碼執行的任何時刻中斷它,轉而去執行另外一段代碼,而在控制權返回後,原來的程序不會出現任何錯誤。所有的可重入代碼都是線程安全的,但是並非所有的線程安全的代碼都是可重入的。

可重入代碼的特點是不依賴存儲在堆上的數據和公用的系統資源、用到的狀態量都是由參數中傳入、不調用 非可重入的方法等。

(類比:synchronized擁有鎖重入的功能,也就是在使用synchronized時,當一個線程得到一個對象鎖後,再次請求此對象鎖時時可以再次得到該對象的鎖)

2)線程本地存儲

如果一段代碼中所需的數據必須與其他代碼共享,那就看看這些共享數據的代碼是否能保證在同一個線程中執行?如果能保證,我們就可以把共享數據的可見范圍限制在同一個線程之內。這樣無需同步也能保證線程之間不出現數據的爭用問題。

符合這種特點的應用並不少見,大部分使用消費隊列的架構模式(如「生產者-消費者」模式)都會將產品的消費過程盡量在一個線程中消費完。其中最重要的一個應用實例就是經典的Web交互模型中的「一個請求對應一個伺服器線程(Thread-per-Request)」的處理方式,這種處理方式的廣泛應用使得很多Web伺服器應用都可以使用線程本地存儲來解決線程安全問題。

② 關於在WEB開發中使用static

多用戶同時調用靜態函數,會產生多個進程,本身是不會沖突的。
但靜態函數訪問了同一靜態變數時就要使用lock語句。
如果僅僅使用static方法而沒有static變數的話是不會有問題的,一般線程安全的問題都是針對變數訪問時發生沖突所造成的。
class abc{
static object lockTest=new Object();

static function void Test(){
lock(lockTest)
{
//你的代碼。
}
}
}

這樣,即使在Test()中被多個線程同時調用,但是掃行(你的代碼)是,由於lock語句的存在,仍然會是單線程運行。後來的線程,會被lock(lockTest)這一句給阻賽到上一個線程把(你的代碼)執行完。

③ javaweb線程安全的疑問

session需要維持當前用戶的信息,所以其在多個線程里是共享的。所以是線程不安全的
AddrDao會被創建多個,但servlet只有一個

④ 多線程安全:確保線程安全的幾種方法

線程安全問題主要是由於實例變數使用不當而引起的,這里以一個現實的例子來說明。

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); //為了突出並發問題,在這設置一個延時
} Catch (Interrupted Exception e){}
output.println("用戶名:"+Username+"<BR>");
}
}

該Servlet中定義了一個實例變數output,在service方法將其賦值為用戶的輸出。當一個用戶訪問該Servlet時,程序會正常的運行,但當多個用戶並發訪問時,就可能會出現其它用戶的信息顯示在另外一些用戶的瀏覽器上的問題。這是一個嚴重的問題。為了突出並發問題,便於測試、觀察,我們在回顯用戶信息時執行了一個延時的操作。假設已在web.xml配置文件中注冊了該Servlet,現有兩個用戶a和b同時訪問該Servlet(可以啟動兩個IE瀏覽器,或者在兩台機器上同時訪問),即同時在瀏覽器中輸入:

a: http://localhost: 8080/servlet/ConcurrentTest? Username=a

b: http://localhost: 8080/servlet/ConcurrentTest? Username=b

如果用戶b比用戶a回車的時間稍慢一點,將得到如圖2所示的輸出:

從圖2中可以看到,Web伺服器啟動了兩個線程分別處理來自用戶a和用戶b的請求,但是在用戶a的瀏覽器上卻得到一個空白的屏幕,用戶a的信息顯示在用戶b的瀏覽器上。該Servlet存在線程不安全問題。下面我們就從分析該實例的內存模型入手,觀察不同時刻實例變數output的值來分析使該Servlet線程不安全的原因。

Java的內存模型JMM(Java Memory Model)JMM主要是為了規定了線程和內存之間的一些關系。根據JMM的設計,系統存在一個主內存(Main Memory),Java中所有實例變數都儲存在主存中,對於所有線程都是共享的。每條線程都有自己的工作內存(Working Memory),工作內存由緩存和堆棧兩部分組成,緩存中保存的是主存中變數的拷貝,緩存可能並不總和主存同步,也就是緩存中變數的修改可能沒有立刻寫到主存中;堆棧中保存的是線程的局部變數,線程之間無法相互直接訪問堆棧中的變數。根據JMM,我們可以將論文中所討論的Servlet實例的內存模型抽象為圖3所示的模型。

⑤ 想做JAVAWEB後台的話,要學習哪些知識

首先要明確後端包括哪些職業:DBA(資料庫維護優化專家),Developer(程序猿),Architect(構架師),Scrum master及類似(敏捷開發專家),Project Manager(產品狗),Maintenance&IT support(通訊和伺服器相關),當然這只是一個大致的分類,並沒有一個清晰的界限。

按程序猿內功而言:關系型資料庫,領域驅動設計(Domain-Driven Design),設計模式Design Pattern,演算法Algorithm,面向對象編程OOP(SOLID),線程安全,事件驅動,測試驅動開發,依賴注入框架,等等。

對於初學Java並且有志於後端開發的同學來說,需要重點關注以下幾個部分:

基礎:比如計算機系統、演算法、編譯原理等等

Web開發: 主要是Web開發相關的內容,包括HTML/CSS/js(前端頁面)、 Servlet/JSP(J2EE)以及Mysql(資料庫)相關的知識。它們的學習順序應該是從前到後,因此最先學習的應該是HTML/CSS/JS(前端頁面)。

J2EE:你需要學習的是Servlet/JSP(J2EE)部分,這部分是Java後端開發必須非常精通的部分,因此這部分是這三部分中最需要花精力的。關於Servlet/Jsp部分視頻的選擇,業界比較認可馬士兵的視頻。

最後一步,你需要學會使用資料庫,mysql是個不錯的入門選擇,而且Java領域里主流的關系型資料庫就是mysql。這部分一般在你學習Servlet/Jsp的時候,就會接觸到的,其中的JDBC部分就是資料庫相關的部分。你不僅要學會使用JDBC操作資料庫,還要學會使用資料庫客戶端工具,比如navicat,sqlyog,二選一即可。

開發框架:目前比較主流的是SSM框架,即spring、springmvc、mybatis。你需要學會這三個框架的搭建,並用它們做出一個簡單的增刪改查的Web項目。你可以不理解那些配置都是什麼含義,以及為什麼要這么做,這些留著後面你去了解。但你一定要可以快速的利用它們三個搭建出一個Web框架,你可以記錄下你第一次搭建的過程,相信我,你一定會用到的。還要提一句的是,你在搭建SSM的過程中,可能會經常接觸到一個叫maven的工具。這個工具也是你以後工作當中幾乎是必須要使用的工具,所以你在搭建SSM的過程中,也可以順便了解一下maven的知識。在你目前這個階段,你只需要在網路上了解一下maven基本的使用方法即可,一些高端的用法隨著你工作經驗的增加,會逐漸接觸到的。

因此,你需要去看一些JDK中的類的源碼,也包括你所使用的框架的源碼。這些源碼能看懂的前提是,你必須對設計模式非常了解。否則的話,你看源碼的過程中,永遠會有這樣那樣的疑問,這段代碼為什麼要這么寫?為什麼要定義這個介面,它看起來好像很多餘?由此也可以看出,這些學習的過程是環環相扣的,如果你任何一個階段拉下來了,那麼你就真的跟不上了,或者說是一步慢步步慢。而且我很負責的告訴你,我在這個階段的時候,所學習的東西遠多於這里所羅列出來的。

總而言之,這個階段,你需要做的是深入了解Java底層和Java類庫(比如並發那本書就是Java並發包java.concurrent的內容),也就是JVM和JDK的相關內容。而且還要更深入的去了解你所使用的框架,方式比較推薦看源碼或者看官方文檔。

⑥ springmvc線程安全嗎

Spring MVC屬於SpringFrameWork的後續產品,已經融合在Spring Web Flow裡面。Spring 框架提供了構建 Web 應用程序的全功能 MVC 模塊。使用 Spring 可插入的 MVC 架構,從而在使用Spring進行WEB開發時,可以選擇使用Spring的SpringMVC框架或集成其他MVC開發框架,如Struts1,Struts2等。