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web开发线程安全

发布时间: 2022-09-19 09:40:43

① 如何创建线程如何保证线程安全

线程安全等级

之前的博客中已有所提及“线程安全”问题,一般我们常说某某类是线程安全的,某某是非线程安全的。其实线程安全并不是一个“非黑即白”单项选择题。按照“线程安全”的安全程度由强到弱来排序,我们可以将java语言中各种操作共享的数据分为以下5类:不可变、绝对线程安全、相对线程安全、线程兼容和线程对立。

1、不可变

在java语言中,不可变的对象一定是线程安全的,无论是对象的方法实现还是方法的调用者,都不需要再采取任何的线程安全保障措施。如final关键字修饰的数据不可修改,可靠性最高。

2、绝对线程安全

绝对的线程安全完全满足Brian GoetZ给出的线程安全的定义,这个定义其实是很严格的,一个类要达到“不管运行时环境如何,调用者都不需要任何额外的同步措施”通常需要付出很大的代价。

3、相对线程安全

相对线程安全就是我们通常意义上所讲的一个类是“线程安全”的。

它需要保证对这个对象单独的操作是线程安全的,我们在调用的时候不需要做额外的保障措施,但是对于一些特定顺序的连续调用,就可能需要在调用端使用额外的同步手段来保证调用的正确性。

在java语言中,大部分的线程安全类都属于相对线程安全的,例如Vector、HashTable、Collections的synchronizedCollection()方法保证的集合。

4、线程兼容

线程兼容就是我们通常意义上所讲的一个类不是线程安全的。

线程兼容是指对象本身并不是线程安全的,但是可以通过在调用端正确地使用同步手段来保证对象在并发环境下可以安全地使用。Java API中大部分的类都是属于线程兼容的。如与前面的Vector和HashTable相对应的集合类ArrayList和HashMap等。

5、线程对立

线程对立是指无论调用端是否采取了同步错误,都无法在多线程环境中并发使用的代码。由于java语言天生就具有多线程特性,线程对立这种排斥多线程的代码是很少出现的。

一个线程对立的例子是Thread类的supend()和resume()方法。如果有两个线程同时持有一个线程对象,一个尝试去中断线程,另一个尝试去恢复线程,如果并发进行的话,无论调用时是否进行了同步,目标线程都有死锁风险。正因此如此,这两个方法已经被废弃啦。

二、线程安全的实现方法

保证线程安全以是否需要同步手段分类,分为同步方案和无需同步方案。

1、互斥同步

互斥同步是最常见的一种并发正确性保障手段。同步是指在多线程并发访问共享数据时,保证共享数据在同一时刻只被一个线程使用(同一时刻,只有一个线程在操作共享数据)。而互斥是实现同步的一种手段,临界区、互斥量和信号量都是主要的互斥实现方式。因此,在这4个字里面,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关键字,synchronized关键字编译之后,会在同步块的前后分别形成monitorenter和monitorexit这两个字节码质量,这两个字节码指令都需要一个reference类型的参数来指明要锁定和解锁的对象。

此外,ReentrantLock也是通过互斥来实现同步。在基本用法上,ReentrantLock与synchronized很相似,他们都具备一样的线程重入特性。

互斥同步最主要的问题就是进行线程阻塞和唤醒所带来的性能问题,因此这种同步也成为阻塞同步。从处理问题的方式上说,互斥同步属于一种悲观的并发策略,总是认为只要不去做正确地同步措施(例如加锁),那就肯定会出现问题,无论共享数据是否真的会出现竞争,它都要进行加锁。

2、非阻塞同步

随着硬件指令集的发展,出现了基于冲突检测的乐观并发策略,通俗地说,就是先进行操作,如果没有其他线程争用共享数据,那操作就成功了;如果共享数据有争用,产生了冲突,那就再采用其他的补偿措施。(最常见的补偿错误就是不断地重试,直到成功为止),这种乐观的并发策略的许多实现都不需要把线程挂起,因此这种同步操作称为非阻塞同步。

非阻塞的实现CAS(compareandswap):CAS指令需要有3个操作数,分别是内存地址(在java中理解为变量的内存地址,用V表示)、旧的预期值(用A表示)和新值(用B表示)。CAS指令执行时,CAS指令指令时,当且仅当V处的值符合旧预期值A时,处理器用B更新V处的值,否则它就不执行更新,但是无论是否更新了V处的值,都会返回V的旧值,上述的处理过程是一个原子操作。

CAS缺点:

ABA问题:因为CAS需要在操作值的时候检查下值有没有发生变化,如果没有发生变化则更新,但是一个值原来是A,变成了B,又变成了A,那么使用CAS进行检查时会发现它的值没有发生变化,但是实际上却变化了。

ABA问题的解决思路就是使用版本号。在变量前面追加版本号,每次变量更新的时候把版本号加一,那么A-B-A就变成了1A-2B-3C。JDK的atomic包里提供了一个类AtomicStampedReference来解决ABA问题。这个类的compareAndSet方法作用是首先检查当前引用是否等于预期引用,并且当前标志是否等于预期标志,如果全部相等,则以原子方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值。

3、无需同步方案

要保证线程安全,并不是一定就要进行同步,两者没有因果关系。同步只是保证共享数据争用时的正确性的手段,如果一个方法本来就不涉及共享数据,那它自然就无需任何同步操作去保证正确性,因此会有一些代码天生就是线程安全的。

1)可重入代码

可重入代码(ReentrantCode)也称为纯代码(Pure Code),可以在代码执行的任何时刻中断它,转而去执行另外一段代码,而在控制权返回后,原来的程序不会出现任何错误。所有的可重入代码都是线程安全的,但是并非所有的线程安全的代码都是可重入的。

可重入代码的特点是不依赖存储在堆上的数据和公用的系统资源、用到的状态量都是由参数中传入、不调用 非可重入的方法等。

(类比:synchronized拥有锁重入的功能,也就是在使用synchronized时,当一个线程得到一个对象锁后,再次请求此对象锁时时可以再次得到该对象的锁)

2)线程本地存储

如果一段代码中所需的数据必须与其他代码共享,那就看看这些共享数据的代码是否能保证在同一个线程中执行?如果能保证,我们就可以把共享数据的可见范围限制在同一个线程之内。这样无需同步也能保证线程之间不出现数据的争用问题。

符合这种特点的应用并不少见,大部分使用消费队列的架构模式(如“生产者-消费者”模式)都会将产品的消费过程尽量在一个线程中消费完。其中最重要的一个应用实例就是经典的Web交互模型中的“一个请求对应一个服务器线程(Thread-per-Request)”的处理方式,这种处理方式的广泛应用使得很多Web服务器应用都可以使用线程本地存储来解决线程安全问题。

② 关于在WEB开发中使用static

多用户同时调用静态函数,会产生多个进程,本身是不会冲突的。
但静态函数访问了同一静态变量时就要使用lock语句。
如果仅仅使用static方法而没有static变量的话是不会有问题的,一般线程安全的问题都是针对变量访问时发生冲突所造成的。
class abc{
static object lockTest=new Object();

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

这样,即使在Test()中被多个线程同时调用,但是扫行(你的代码)是,由于lock语句的存在,仍然会是单线程运行。后来的线程,会被lock(lockTest)这一句给阻赛到上一个线程把(你的代码)执行完。

③ javaweb线程安全的疑问

session需要维持当前用户的信息,所以其在多个线程里是共享的。所以是线程不安全的
AddrDao会被创建多个,但servlet只有一个

④ 多线程安全:确保线程安全的几种方法

线程安全问题主要是由于实例变量使用不当而引起的,这里以一个现实的例子来说明。

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); //为了突出并发问题,在这设置一个延时
} Catch (Interrupted Exception e){}
output.println("用户名:"+Username+"<BR>");
}
}

该Servlet中定义了一个实例变量output,在service方法将其赋值为用户的输出。当一个用户访问该Servlet时,程序会正常的运行,但当多个用户并发访问时,就可能会出现其它用户的信息显示在另外一些用户的浏览器上的问题。这是一个严重的问题。为了突出并发问题,便于测试、观察,我们在回显用户信息时执行了一个延时的操作。假设已在web.xml配置文件中注册了该Servlet,现有两个用户a和b同时访问该Servlet(可以启动两个IE浏览器,或者在两台机器上同时访问),即同时在浏览器中输入:

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

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

如果用户b比用户a回车的时间稍慢一点,将得到如图2所示的输出:

从图2中可以看到,Web服务器启动了两个线程分别处理来自用户a和用户b的请求,但是在用户a的浏览器上却得到一个空白的屏幕,用户a的信息显示在用户b的浏览器上。该Servlet存在线程不安全问题。下面我们就从分析该实例的内存模型入手,观察不同时刻实例变量output的值来分析使该Servlet线程不安全的原因。

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。根据JMM,我们可以将论文中所讨论的Servlet实例的内存模型抽象为图3所示的模型。

⑤ 想做JAVAWEB后台的话,要学习哪些知识

首先要明确后端包括哪些职业:DBA(数据库维护优化专家),Developer(程序猿),Architect(构架师),Scrum master及类似(敏捷开发专家),Project Manager(产品狗),Maintenance&IT support(通讯和服务器相关),当然这只是一个大致的分类,并没有一个清晰的界限。

按程序猿内功而言:关系型数据库,领域驱动设计(Domain-Driven Design),设计模式Design Pattern,算法Algorithm,面向对象编程OOP(SOLID),线程安全,事件驱动,测试驱动开发,依赖注入框架,等等。

对于初学Java并且有志于后端开发的同学来说,需要重点关注以下几个部分:

基础:比如计算机系统、算法、编译原理等等

Web开发: 主要是Web开发相关的内容,包括HTML/CSS/js(前端页面)、 Servlet/JSP(J2EE)以及Mysql(数据库)相关的知识。它们的学习顺序应该是从前到后,因此最先学习的应该是HTML/CSS/JS(前端页面)。

J2EE:你需要学习的是Servlet/JSP(J2EE)部分,这部分是Java后端开发必须非常精通的部分,因此这部分是这三部分中最需要花精力的。关于Servlet/Jsp部分视频的选择,业界比较认可马士兵的视频。

最后一步,你需要学会使用数据库,mysql是个不错的入门选择,而且Java领域里主流的关系型数据库就是mysql。这部分一般在你学习Servlet/Jsp的时候,就会接触到的,其中的JDBC部分就是数据库相关的部分。你不仅要学会使用JDBC操作数据库,还要学会使用数据库客户端工具,比如navicat,sqlyog,二选一即可。

开发框架:目前比较主流的是SSM框架,即spring、springmvc、mybatis。你需要学会这三个框架的搭建,并用它们做出一个简单的增删改查的Web项目。你可以不理解那些配置都是什么含义,以及为什么要这么做,这些留着后面你去了解。但你一定要可以快速的利用它们三个搭建出一个Web框架,你可以记录下你第一次搭建的过程,相信我,你一定会用到的。还要提一句的是,你在搭建SSM的过程中,可能会经常接触到一个叫maven的工具。这个工具也是你以后工作当中几乎是必须要使用的工具,所以你在搭建SSM的过程中,也可以顺便了解一下maven的知识。在你目前这个阶段,你只需要在网络上了解一下maven基本的使用方法即可,一些高端的用法随着你工作经验的增加,会逐渐接触到的。

因此,你需要去看一些JDK中的类的源码,也包括你所使用的框架的源码。这些源码能看懂的前提是,你必须对设计模式非常了解。否则的话,你看源码的过程中,永远会有这样那样的疑问,这段代码为什么要这么写?为什么要定义这个接口,它看起来好像很多余?由此也可以看出,这些学习的过程是环环相扣的,如果你任何一个阶段拉下来了,那么你就真的跟不上了,或者说是一步慢步步慢。而且我很负责的告诉你,我在这个阶段的时候,所学习的东西远多于这里所罗列出来的。

总而言之,这个阶段,你需要做的是深入了解Java底层和Java类库(比如并发那本书就是Java并发包java.concurrent的内容),也就是JVM和JDK的相关内容。而且还要更深入的去了解你所使用的框架,方式比较推荐看源码或者看官方文档。

⑥ springmvc线程安全吗

Spring MVC属于SpringFrameWork的后续产品,已经融合在Spring Web Flow里面。Spring 框架提供了构建 Web 应用程序的全功能 MVC 模块。使用 Spring 可插入的 MVC 架构,从而在使用Spring进行WEB开发时,可以选择使用Spring的SpringMVC框架或集成其他MVC开发框架,如Struts1,Struts2等。