Servlet/JSP技術(shù)和ASP、PHP等相比，由于其多線程運(yùn)行而具有很高的執(zhí)行效率。由于Servlet/JSP默認(rèn)是以多線程模式執(zhí)行的，所以，在編寫(xiě)代碼時(shí)需要非常細(xì)致地考慮多線程的同步問(wèn)題。然而，很多人編寫(xiě)Servlet/JSP程序時(shí)并沒(méi)有注意到多線程同步的問(wèn)題，這往往造成編寫(xiě)的程序在少量用戶訪問(wèn)時(shí)沒(méi)有任何問(wèn)題，而在并發(fā)用戶上升到一定值時(shí)，就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)一些莫明其妙的問(wèn)題，對(duì)于這類隨機(jī)性的問(wèn)題調(diào)試難度也很大。
一、在Servlet/JSP中的幾種變量類型
在編寫(xiě)Servlet/JSP程序時(shí)，對(duì)實(shí)例變量一定要小心使用。因?yàn)閷?shí)例變量是非線程安全的。在Servlet/JSP中，變量可以歸為下面的幾類：
1. 類變量
request，response，session，config，application，以及JSP頁(yè)面內(nèi)置的page, pageContext。其中除了application外，其它都是線程安全的。
2. 實(shí)例變量
實(shí)例變量是實(shí)例所有的，在堆中分配。在Servlet/JSP容器中，一般僅實(shí)例化一個(gè)Servlet/JSP實(shí)例，啟動(dòng)多個(gè)該實(shí)例的線程來(lái)處理請(qǐng)求。而實(shí)例變量是該實(shí)例所有的線程所共享，所以，實(shí)例變量不是線程安全的。
3. 局部變量
局部變量在堆棧中分配，因?yàn)槊恳粋€(gè)線程有自己的執(zhí)行堆棧，所以，局部變量是線程安全的。
二、在Servlet/JSP中的多線程同步問(wèn)題
在JSP中，使用實(shí)例變量要特別謹(jǐn)慎。首先請(qǐng)看下面的代碼：
<ccid_nobr></ccid_nobr>
<ccid_code></ccid_code>// instanceconcurrenttest.jsp
<%@ page contentType="text/html;charset=GBK" %>
<%!
//定義實(shí)例變量
String username;
String password;
java.io.PrintWriter output;
%>
<%
//從request中獲取參數(shù)
username = request.getParameter("username");
password = request.getParameter("password");
output = response.getWriter();
showUserInfo();
%>
<%!
public void showUserInfo() {
//為了突出并發(fā)問(wèn)題，在這兒首先執(zhí)行一個(gè)費(fèi)時(shí)操作
int i =0;
double sum = 0.0;
while (i++ < 200000000) {
sum += i;
}
output.println(Thread.currentThread().getName() + "<br>");
output.println("username:" + username + "<br>");
output.println("password:" + password + "<br>");
}
%>
|
在這個(gè)頁(yè)面中，首先定義了兩個(gè)實(shí)例變量，username和password。然后在從request中獲取這兩個(gè)參數(shù)，并調(diào)用showUserInfo()方法將請(qǐng)求用戶的信息回顯在該客戶的瀏覽器上。在一個(gè)用戶訪問(wèn)是，不存在問(wèn)題。但在多個(gè)用戶并發(fā)訪問(wèn)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)其它用戶的信息顯示在另外一些用戶的瀏覽器上的問(wèn)題。這是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。為了突出并發(fā)問(wèn)題，便于測(cè)試、觀察，我們?cè)诨仫@用戶信息時(shí)執(zhí)行了一個(gè)模擬的費(fèi)時(shí)操作，比如，下面的兩個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)（可以啟動(dòng)兩個(gè)IE瀏覽器，或者在兩臺(tái)機(jī)器上同時(shí)訪問(wèn)）：
a： http://localhost:8080/instanceconcurrenttest.jsp?username=a&password=123
b： http://localhost:8080/instanceconcurrenttest.jsp?username=b&password=456
如果a點(diǎn)擊鏈接后，b再點(diǎn)擊鏈接，那么，a將返回一個(gè)空白屏幕，b則得到a以及b兩個(gè)線程的輸出。請(qǐng)看下面的屏幕截圖：
圖1：a的屏幕
圖2：b的屏幕
從運(yùn)行結(jié)果的截圖上可以看到，Web服務(wù)器啟動(dòng)了兩個(gè)線程分別來(lái)處理來(lái)自a和b的請(qǐng)求，但是在a卻得到一個(gè)空白的屏幕。這是因?yàn)樯厦娉绦蛑械膐utput, username和password都是實(shí)例變量，是所有線程共享的。在a訪問(wèn)該頁(yè)面后，將output設(shè)置為a的輸出，username,password分別置為a的信息，而在a執(zhí)行printUserInfo()輸出username和password信息前，b又訪問(wèn)了該頁(yè)面，把username和password置為了b的信息，并把輸出output指向到了b。隨后a的線程打印時(shí)，就打印到了b的屏幕了，并且，a的用戶名和密碼也被b的取代。請(qǐng)參加下圖所示：
圖3：a、b兩個(gè)線程的時(shí)間線
而實(shí)際程序中，由于設(shè)置實(shí)例變量，使用實(shí)例變量這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)非常接近，所以，像本例的同步問(wèn)題并沒(méi)有這么突出，可能會(huì)偶爾出現(xiàn)，但這卻更加具有危險(xiǎn)性，也更加難于調(diào)試。
同樣，對(duì)于Servlet也存在實(shí)例變量的多線程問(wèn)題，請(qǐng)看上面頁(yè)面的Servlet版：
<ccid_nobr></ccid_nobr>
<ccid_code></ccid_code>// InstanceConcurrentTest.java
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.io.PrintWriter;
public class InstanceConcurrentTest extends HttpServlet
{
String username;
String password;
PrintWriter out;
public void doGet(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response)
throws ServletException,java.io.IOException
{
//從request中獲取參數(shù)
username = request.getParameter("username");
password = request.getParameter("password");
System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
" | set username:" + username);
out = response.getWriter();
showUserInfo();
}
public void showUserInfo() {
//為了突出并發(fā)問(wèn)題，在這兒首先執(zhí)行一個(gè)費(fèi)時(shí)操作
int i =0;
double sum = 0.0;
while (i++ < 200000000) {
sum += i;
}
out.println("thread:" + Thread.currentThread().getName());
out.println("username:"+ username);
out.println("password:" + password);
}
}
|
三、解決方案
1. 以單線程運(yùn)行Servlet/JSP
在JSP中，通過(guò)設(shè)置：<!--page isThreadSafe="false"-->，在Servlet中，通過(guò)實(shí)現(xiàn)javax.servlet.SingleThreadModel，此時(shí)Web容器將保證JSP或Servlet實(shí)例以單線程方式運(yùn)行。
重要提示：在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，Tomcat 4.1.17不能正確支持isThreadSafe屬性，所以，指定isTheadSafe為false后，在Tomcat 4.1.17中仍然出現(xiàn)多線程問(wèn)題，這是Tomcat 4.1.17的Bug。在Tomcat 3.3.1和Resin 2.1.5中測(cè)試通過(guò)。
2. 去除實(shí)例變量，通過(guò)參數(shù)傳遞
從上面的分析可見(jiàn)，應(yīng)該在Servlet/JSP中盡量避免使用實(shí)例變量。比如，下面的修正代碼，去除了實(shí)例變量，通過(guò)定義局部變量，并參數(shù)進(jìn)行傳遞。這樣，由于局部變量是在線程的堆棧中進(jìn)行分配的，所以是線程安全的。不會(huì)出現(xiàn)多線程同步的問(wèn)題。代碼如下：
<ccid_nobr></ccid_nobr>
<ccid_code></ccid_code><%@ page contentType="text/html;charset=GBK" %>
<%
//使用局部變量
String username;
String password;
java.io.PrintWriter output;
//從request中獲取參數(shù)
username = request.getParameter("username");
password = request.getParameter("password");
output = response.getWriter();
showUserInfo(output, username, password);
%>
<%!
public void showUserInfo(java.io.PrintWriter _output,
String _username, String _password) {
//為了突出并發(fā)問(wèn)題，在這兒首先執(zhí)行一個(gè)費(fèi)時(shí)操作
int i =0;
double sum = 0.0;
while (i++ < 200000000) {
sum += i;
}
_output.println(Thread.currentThread().getName() + "<br>");
_output.println("username:" + _username + "<br>");
_output.println("password:" + _password + "<br>");
}
%>
|
注：有的資料上指出在printUserInfo()方法或者實(shí)例變量的相關(guān)操作語(yǔ)句上使用synchronized關(guān)鍵字進(jìn)行同步，但這樣并不能解決多線程的問(wèn)題。因?yàn)椋@樣雖然可以使對(duì)實(shí)例變量的操作代碼進(jìn)行同步，但并不能阻止一個(gè)線程使用另外一個(gè)線程修改后的“臟的”實(shí)例變量。所以，除了降低運(yùn)行效率外，不會(huì)起到預(yù)期效果。
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