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    Servlet/JSP技術和ASP、PHP等相比,由于其多線程運行而具有很高的執行效率。由于Servlet/JSP默認是以多線程模式執行的,所 以,在編寫代碼時需要非常細致地考慮多線程的同步問題。然而,很多人編寫Servlet/JSP程序時并沒有注意到多線程同步的問題,這往往造成編寫的程 序在少量用戶訪問時沒有任何問題,而在并發用戶上升到一定值時,就會經常出現一些莫明其妙的問題,對于這類隨機性的問題調試難度也很大。

      一、在Servlet/JSP中的幾種變量類型

      在編寫Servlet/JSP程序時,對實例變量一定要小心使用。因為實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頁面內置的page, pageContext。其中除了application外,其它都是線程安全的。

      2. 實例變量

      實例變量是實例所有的,在堆中分配。在Servlet/JSP容器中,一般僅實例化一個Servlet/JSP實例,啟動多個該實例的線程來處理請求。而實例變量是該實例所有的線程所共享,所以,實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,因為每一個線程有自己的執行堆棧,所以,局部變量是線程安全的。

      二、在Servlet/JSP中的多線程同步問題

      在JSP中,使用實例變量要特別謹慎。首先請看下面的代碼:

    // instanceconcurrenttest.jsp
    <%@ page contentType="text/html;charset=GBK" %>
    <%!
    //定義實例變量
    String username;
    String password;
    java.io.PrintWriter output;
    %>
    <%
    //從request中獲取參數
    username = request.getParameter("username");
    password = request.getParameter("password");
    output = response.getWriter();
    showUserInfo();
    %>
    <%!
    public void showUserInfo() {
    //為了突出并發問題,在這兒首先執行一個費時操作
    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>");
    }
    %>


      在這個頁面中,首先定義了兩個實例變量,username和password。然后在從request中獲取這兩個參數,并調用 showUserInfo()方法將請求用戶的信息回顯在該客戶的瀏覽器上。在一個用戶訪問是,不存在問題。但在多個用戶并發訪問時,就會出現其它用戶的 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。為了突出并發問題,便于測試、觀察,我們在回顯用戶信息時執行了一個模擬的費時操作,比 如,下面的兩個用戶同時訪問(可以啟動兩個IE瀏覽器,或者在兩臺機器上同時訪問):

    a: http://localhost:8080/instanceconcurrenttest.jsp?username=a&password=123

    b: http://localhost:8080/instanceconcurrenttest.jsp?username=b&password=456

    如果a點擊鏈接后,b再點擊鏈接,那么,a將返回一個空白屏幕,b則得到a以及b兩個線程的輸出。請看下面的屏幕截圖:



    圖1:a的屏幕



    圖2:b的屏幕

      從運行結果的截圖上可以看到,Web服務器啟動了兩個線程分別來處理來自a和b的請求,但是在a卻得到一個空白的屏幕。這是因為上面程序中的 output, username和password都是實例變量,是所有線程共享的。在a訪問該頁面后,將output設置為a的輸出,username, password分別置為a的信息,而在a執行printUserInfo()輸出username和password信息前,b又訪問了該頁面,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,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。請參加下圖所示:



    圖3:a、b兩個線程的時間線

      而實際程序中,由于設置實例變量,使用實例變量這兩個時間點非常接近,所以,像本例的同步問題并沒有這么突出,可能會偶爾出現,但這卻更加具有危險性,也更加難于調試。

      同樣,對于Servlet也存在實例變量的多線程問題,請看上面頁面的Servlet版:

    // 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
    username = request.getParameter("username");
    password = request.getParameter("password");
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
    " | set username:" + username);
    out = response.getWriter();
    showUserInfo();
    }
    public void showUserInfo() {
    //為了突出并發問題,在這兒首先執行一個費時操作
    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. 以單線程運行Servlet/JSP

      在JSP中,通過設置:,在Servlet中,通過實現javax.servlet.SingleThreadModel,此時Web容器將保證JSP或Servlet實例以單線程方式運行。

      重要提示:在測試中發現,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中仍然出現多線程問題,這是Tomcat 4.1.17的Bug。在Tomcat 3.3.1和Resin 2.1.5中測試通過。

      2. 去除實例變量,通過參數傳遞

      從上面的分析可見,應該在Servlet/JSP中盡量避免使用實例變量。比如,下面的修正代碼,去除了實例變量,通過定義局部變量,并參數進行傳遞。這樣,由于局部變量是在線程的堆棧中進行分配的,所以是線程安全的。不會出現多線程同步的問題。代碼如下:

    <%@ 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
    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) {
    //為了突出并發問題,在這兒首先執行一個費時操作
    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()方法或者實例變量的相關操作語句上使用synchronized關鍵字進行同步,但這樣并不 能解決多線程的問題。因為,這樣雖然可以使對實例變量的操作代碼進行同步,但并不能阻止一個線程使用另外一個線程修改后的“臟的”實例變量。所以,除了降 低運行效率外,不會起到預期效果。
    posted on 2007-07-10 09:33 冰封的愛 閱讀(142) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: J2EE
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