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Servlet 线程安全

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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

在这里插入图片描述

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

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)
url = "http://127.0.0.1:8080/?cmd=ls"

while 1:
    r = requests.get(url)

如何修复

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

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

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

在这里插入图片描述

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

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

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

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

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

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

参考文章

https://www.cnblogs.com/chanshuyi/p/5052426.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/93708538

https://www.jianshu.com/p/06260e0667a9

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