有状态的Bean与无状态的Bean

时间:2022-05-23 cs408 人气:0

有状态会话bean：每个用户有自己特有的一个实例，在用户的生存期内，bean保持了用户的信息，即“有状态”；一旦用户灭亡（调用结束或实例结束），bean的生命期也告结束。即每个用户最初都会得到一个初始的bean。

无状态会话bean：bean一旦实例化就被加进会话池中，各个用户都可以共用。即使用户已经消亡，bean 的生命期也不一定结束，它可能依然存在于会话池中，供其他用户调用。由于没有特定的用户，那么也就不能保持某一用户的状态，所以叫无状态bean。但无状态会话bean 并非没有状态，如果它有自己的属性（变量），那么这些变量就会受到所有调用它的用户的影响，这是在实际应用中必须注意的。

在Spring的Bean配置中，存在这样两种情况：

<bean id="testManager" class="com.sw.TestManagerImpl" scope="singleton" />  
  
 <bean id="testManager" class="com.sw.TestManagerImpl" scope="prototype" />

当然，scope的值不止这两种，还包括了request,session 等。但用的最多的还是singleton单态，prototype多态。

singleton表示该bean全局只有一个实例，Spring中bean的scope默认也是singleton.

prototype表示该bean在每次被注入的时候，都要重新创建一个实例，这种情况适用于有状态的Bean.

对于SSH架构的系统，很少关心这方面，因为我们用到的一般都是singleton. Bean的注入由Spring管理。

对于有状态的Bean呢？

下面是一个有状态的Bean：

package com.sw;  
  
public class TestManagerImpl implements TestManager{  
    private User user;    
  
    public void deleteUser(User e) throws Exception {  
        user = e ;           //1  
        prepareData(e);  
    }  
  
    public void prepareData(User e) throws Exception {  
        user = getUserByID(e.getId());            //2  
        .....  
        //使用user.getId();                       //3  
        .....  
        .....  
    }     
}

如果该Bean配置为singleton,会出现什么样的状况呢？

如果有2个用户访问，都调用到了该Bean.

假定为user1,user2

当user1 调用到程序中的1步骤的时候，该Bean的私有变量user被付值为user1

当user1的程序走到2步骤的时候，该Bean的私有变量user被重新付值为user1_create

理想的状况，当user1走到3步骤的时候，私有变量user应该为user1_create;

但如果在user1调用到3步骤之前，user2开始运行到了1步骤了，由于单态的资源共享，则私有变量user被修改为user2

这种情况下，user1的步骤3用到的user.getId()实际用到是user2的对象。（我的理解是配置成singleton会造成资源混乱问题-对于有状态的bean）

而如果是prototype的话，就不会出现资源共享的问题。（即不会出现线程安全的问题）

对于SSH来说，Bean的配置是没错的，配置为singleton ;

实际应该是这个例子不应该用私有变量，这样就使得这个Bean由无状态变成了有状态Bean.

还是应该尽量使用无状态Bean.如果在程序中出现私有变量（该bean会变为有状态的，一旦在其他线程中发生改变，就会产生线程不安全），解决方案就是尽量替换为方法中的参数。
对于每个访问私有变量的方法增加变量传入（参数传入）或者通过ThreadLocal来获取也是不错的方法。（重点解决方案，可以防止多线程带来的不安全问题）

真正出现上面代码问题的也是少数，出现的时候，一般是为了图方便，使用了一个很多方法都要用到的变量（变量在传递过程中发生改变，就会产生多线程不安全问题）。如果变量都需要用参数的方式传递多麻烦呀，这样私有变量多好，不用参数那样丑陋。但是丑陋并不代表不好，以对的，自己习惯的方式编程，才能尽量避免问题的发生。

引申：

Spring中的有状态(Stateful)和无状态(Stateless) （web中的并发通过单例可以避免）

1.通过上面的分析，相信大家已经对有状态和无状态有了一定的理解。无状态的Bean适合用不变模式，技术就是单例模式，这样可以共享实例，提高性能。有状态的Bean，多线程环境下不安全，那么适合用Prototype原型模式（解决多线程问题）。Prototype: 每次对bean的请求都会创建一个新的bean实例。
2.默认情况下，从Spring bean工厂所取得的实例为singleton（scope属性为singleton）,容器只存在一个共享的bean实例。
3.理解了两者的关系，那么scope选择的原则就很容易了：有状态的bean都使用prototype作用域，而对无状态的bean则应该使用singleton作用域。
4.如Service层、Dao层用默认singleton就行，虽然Service类也有dao这样的属性，但dao这些类都是没有状态信息的，也就是相当于不变(immutable)类，所以不影响。Struts2中的Action因为会有User、BizEntity这样的实例对象，是有状态信息的，在多线程环境下是不安全的，所以Struts2默认的实现是Prototype模式。在Spring中，Struts2的Action中，scope要配成prototype作用域。

Servlet、Struts中的有状态和无状态:

1.Servlet体系结构是建立在Java多线程机制之上的，它的生命周期是由Web 容器负责的。一个Servlet类在Application中只有一个实例存在，也就是有多个线程在使用这个实例。这是单例模式的应用。无状态的单例是线程安全的，但我们如果在Servlet里用了实例变量(私有变量)，那么就变成有状态了，是非线程安全的。如下面的用法就是不安全的,因为user,out都是有状态信息的。

/** 
 * 非线程安全的Servlet。 
 * @author Peter Wei 
 * 
 */  
public class UnSafeServlet HttpServlet{  
      
    User user;  
    PrintWriter out;  
      
    public void doGet (HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws ServletException, IOException{  
        //do something...  
    }  
}

Out,Request,Response,Session,Config,Page,PageContext是线程安全的,Application在整个系统内被使用,所以不是线程安全的.

2.Struts1也是基于单例模式实现，也就是只有一个Action实例供多线程使用。默认的模式是前台页面数据通过actionForm传入，在action中的excute方法接收，这样action是无状态的，所以一般情况下Strunts1是线程安全的。如果Action中用了实例变量，那么就变成有状态了，同样是非线程安全的。像下面这样就是线程不安全的。

/** 
 * 非线程安全的Struts1示例 
 *  
 * @author Peter Wei 
 *  
 */  
public class UnSafeAction1 extends Action {  
  
    // 因为Struts1是单例实现，有状态情况下，对象引用是非线程安全的  
    User user;  
  
    public void execute() {  
        // do something...  
    }  
  
    public User getUser() {  
        return user;  
    }  
  
    public void setUser(User user) {  
        this.user = user;  
    }  
}

3.Struts2默认的实现是Prototype模式。也就是每个请求都新生成一个Action实例，所以不存在线程安全问题。需要注意的是，如果由Spring管理action的生命周期， scope要配成prototype作用域。

4.如何解决Servlet和Struts1的线程安全问题，当我们能比较好的理解有状态和无状态的原理，自然很容易得出结论：不要使用有状态的bean,也就是不要用实例变量（私有变量）。如果用有状态的bean，就要用prototype模式，每次在注入的时候就重新创建一个bean，在多线程中互不影响。Struts1 user guide里有： Only Use Local Variables - The most important principle that aids in thread-safe coding is to use only local variables, not instance variables , in your Action class.

总结：

Stateless无状态用单例Singleton模式，Stateful有状态就用原型Prototype模式。
Stateful 有状态是多线程编码的天敌，所以在开发中尽量用Stateless无状态，无状态是不变(immutable)模式的应用，有很多优点：不用管线程和同步的问题，如果值是不可变的，程序不用担心多个线程改变共享状态，所以可以避免线程竞争的bugs. 因为没有竞争，就不用用locks等机制，所以无状态的不变机制，也可以避免产生死锁现象。

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