springboot开发之多线程理解单例研究线程池学习和项目运行问题解决

Posted 2021-10-22 openglnewbee

springboot多线程问题和单例相关研究

一直以来对springboot中的多线程和并发的实际应用没有进行一个深入的了解，今天对相关的知识进行了学习和验证(基于springboot 2.x)。总结如下：

1. controller、service、repository 默认都是单例形式存在，若需要多例可以通过手动加上@Scope(“prototype”)的方式来实现；
2. controller的访问由tomcat触发，实际测试发现tomcat内部应该存在线程池的调度机制，不同的请求很可能来自不同的线程（也可能相同）；
3. 单例形式的对象通过autowired引入，不会重复创建，会复用对象；
4. service的调用一般由controller触发，因此也可能来自不同的线程；
5. 基于以上几点原因，代码的编写需要考虑多线程安全的问题；
6. static关键字的变量是类变量；final关键字的变量一旦创建赋值后不能更改；

想比较简单的解决并发问题，需要controller和 service都设置成多例（理想化，实际生产一般不应该如此做，还是需要通过多线程编程相关的实现和保护来解决并发问题）。

4.并发问题，关于并发问题，基于该场景先明确下什么情况下会发生并发问题呢。一般若每个线程中的静态变量、实例(对象)变量只有读操作、而无写操作，那么通常情况下这个全局变量是线程安全的；但是若有多个线程同时执行写操作，那么通常情况下需要考虑线程同步问题，否则就可能会出现线程安全问题。如：
1）常量始终是线程安全的，因为只存在读操作；
2）局部变量（包括方法的参数变量和方法内变量）是线程安全的。因为每执行一个方法，都会在独立的空间（栈帧）创建局部变量，它不是共享的资源；
3）成员变量（实例变量和类变量）会受到多线程影响。对于成员变量的操作，可以使用ThreadLocal来保证线程安全（threadlocal很容易理解，就是针对不同线程创建不同的对象，因此不需要考虑同步；若实际应用场景需要多线程共享变量，那么threadlocal就不适合，threadlocal变量可以在单个线程中共享使用）；

4）类变量是所有对象共有，其中一个对象将它值改变，其他对象得到的就是改变后的结果；而对象变量则属对象私有，某一个对象将其值改变，不影响其他对象。

最后说明下关于变量的基本概念，在java语言里，根据定义变量位置的不同，可以将变量分成两大类：

成员变量，存在与堆内存中和类一起创建。如实例变量(不以static修饰)、类变量(以static修饰)；
局部变量，存在与栈内存中，当方法执行完成后，让出内存让其它方法来使用内存。如形参（方法签名中定义的变量）、方法局部变量（在方法内部定义的变量）、代码块局部变量（在代码块内定义的变量）

参考文档：
https://blog.csdn.net/shiluyong8068/article/details/113833644?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7ECTRLIST%7Edefault-1.no_search_link&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7ECTRLIST%7Edefault-1.no_search_link （）（单例，多线程）
https://blog.csdn.net/xiongxianze/article/details/70832899 （threadlocal使用）
https://blog.csdn.net/weixin_45041678/article/details/103894767 （注解，单例，多例）

线程池

说起多线程，在java开发中一般被更广泛使用的是线程池。通过@Async(“asyncServiceExecutor”) 这样的注解 （其中 asyncServiceExecutor 是线程池全局配置类中的方法名），可以很方便的把一个java方法异步化，通过线程池去执行。对应到我们的业务场景，比如一些响应返回不需要的操作（如更新数据库、发送kafka消息等）可以使用线程池简单的异步化，不影响controller的返回。

参考：
https://blog.csdn.net/weixin_42128988/article/details/112732710
这篇文章对线程池的使用进行了说明，并附有demo，我在本机基于demo进行了简单的修改并运行，验证结果符合预期。

github项目运行

1.项目代码下载完成后，通过idea打开
2.实测是否翻墙不是很影响，需要等待几分钟的时间，不会很久，idea导入完成
3.需要执行mvn install
4.需要检查代码类是否被正常识别，若没有正常识别，说明mvn库的配置有问题。进入右侧maven边栏，打开扳手，maven home directory 选择内置的bundled (maven 3) , apply
5.configuration配置启动类，spring boot, 选择应用启动类，并将配置命名为类名。
6.正常运行项目测试即可。

TODO：

maven相关的知识是比较基础的，类似cocoapods，有空可以多研究研究，对于工程和打包方面的问题解决有帮助。