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Spring中单例和多例的深入理解

2021-11-04 10:53tanwenfang Java教程

这篇文章主要介绍了Spring中单例和多例的深入理解,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教

Spring单例和多例的理解

1、什么是单例和多例

单例:所有请求用同一个对象来处理。通过单例模式,可以保证系统中一个类只有一个实例。

多例:每个请求用一个新的对象来处理。

2、Spring中的单例与多例

spring ioc容器的bean都是默认单例的,即spring依赖注入Bean实例默认是单例的。

spring提供了5中scope,分别是singleton,prototype,request,session,global session,常用是前两种。点此查看官网介绍。

单例bean与多例(原型)bean的区别:

如果一个bean被声明为单例的时候,在处理多次请求的时候,在spring容器里只实例化出一个bean,后续的请求都公用这个对象,这个对象会保存在一个map里面。

当有请求来的时候,会先从缓存(map)里查看有没有,有的话直接使用这个对象,没有的话才实例化一个新的对象,所以这是个单例的。

但是对于原型(prototype)bean来说,当每次请求来的时候,会直接实例化新的bean,没有缓存以及缓存查询的过程。

3、单例的优势与劣势

优势:

由于不会创建新的对象,所以有以下几个性能上的优势:

  • 减少新生成实例的消耗。新生成实例包括两个方面,第一,spring会通过反射或者cglib来生成bean实例,这都是耗性能的操作。第二,给对象分配内存也会涉及负责算法。
  • 减少jvm垃圾回收。由于不会给每个请求都生成bean实例,所以回收的对象就少了。
  • 可以快速获取到bean。因为单例获取bean操作,除了第一次生成之外,其余都是从缓存里获取的,所以很快。

劣势:

一个很大的劣势是它不能做到线程安全。由于所有请求都共享一个bean实例,那么如果这个bean是一个有状态的bean的话,在并发场景下就有可能出现问题。

4、spring单例模式与线程安全:

当多用户同时请求一个服务时,容器会给每一个请求分配一个线程,这时多个线程会并发执行该请求所对应的业务逻辑(成员方法),此时就要注意了,如果该处理逻辑中有对该单例状态的修改(体现为该单例的成员属性),则必须考虑线程同步问题(此时该状态就是一个临界资源(共享数据),如果多个线程同时操作(修改)这个临界资源就会诱发线程安全问题)。

线程安全:如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行的结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的,就是线程安全的。或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作,或者多线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,就是线程安全的。

线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。

若每个线程中对全局变量,静态变量只有读操作,而无写操作,一般来说,这个全局变量是线程安全的;若多个线程同时执行写操作,一般都需要考虑线程同步,否则就可能影响线程安全。

  • 常量始终是线程安全的,因为只存在读操作;
  • 每次调用方法前都新建一个实例是线程安全的,因为不会访问共享的资源;
  • 局部变量是线程安全的。因为每执行一个方法,都会在独立的空间创建局部变量,它不是共享资源。局部变量包括方法的参数变量和方法内的变量。

在关于spring单例与线程安全的很多文章中,会提到一个概念,即有状态bean和无状态bean。

无状态bean:无状态,就是一次操作,不能保存数据。无状态bean,就是没有实例变量的对象,不能保存数据,是不变类,在线程安全的。

有状态bean:有状态,就是有数据存储功能。有状态bean,就是有实例变量的对象,可以保存数据,是非线程安全的。

如何解决线程安全问题?

(1)使用线程同步机制:通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的,使用同步机制要求程序缜密地分析什么时候对变量进行读写,什么时候需要锁定某个对象,什么时候释放对象锁等繁杂问题,程序设计和编写难度相对较大。

(2)使用ThreadLocal:为每一个线程提供一个独立的变量副本,从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本,从而也就没有必要对该变量进行同步了。

概括起来就是:对于多线程资源共享的问题,同步机制采用了“以时间换空间”的方式,而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量,让不同的线程排队访问,而后者为每一个线程都提供了一份变量,因此可以同时访问而互不影响。

5、单例如何变多例

Scope声明为prototype,即

?
1
@Scope(value = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)

SpringMVC单例和多例的优缺点

默认是单例模式可设置为多例模式,两种模式的优缺点:

1、单例模式(单例多线程的)

  • 优点:共享一个实例,内存占用少,GC开销小
  • 缺点:共享资源存在线程安全问题

2、多例模式(单线程的)

  • 优点:不存在线程安全问题(静态共享资源除外)
  • 缺点:多个实例,内存占用多,GC开销大

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持服务器之家。

原文链接:https://blog.csdn.net/tanwenfang/article/details/100591821

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