Servlet线程安全 Filter http://zwchen.iteye.com/blog/91088

概述

在探讨java线程安全前，让我们先简要介绍一下Java语言。

任何语言，如C++，C#，Java，它们都有相通之处，特别是语法，但如果有人问你，Java语言的核心是什么？类库？关键字？语法？似乎都不是。Java语言的核心，也就是Sun始终不愿意开源的东西：Java虚拟机的实现（不过sun公开了其Java虚拟机规范），也就有了BEA的JRockit，IBM的Jikes，Sun的Hotspot。

Java的核心有两点，Java类加载（Java Class Loader）和Java内存管理，它们具体体现在Java类库的以下几个类：

java.lang.ClassLoader（java.lang.Class）：我们调用的类，包括其接口和超类，import的类是怎么被Java虚拟机载入的？为什么static的字段在servlet容器里面可以一直生存下去（Spring容器中）？

java.lang.Thread(java.lang.ThreadLocal)：垃圾回收是怎么进行的（垃圾回收线程）？我们的程序是怎么退出的？

java.lang.refelect.Proxy（java.lang.refelect.Method）：为什么Tomcat、Tapestry、Webwork、Spring等容器和框架可以通过配置文件来调用我们写的类？Servlet规范、JSF规范、EJB规范、JDBC规范究竟是怎么回事？为什么它们几乎都是一些接口，而不是具体类？

Servlet线程安全

在Java的server side开发过程中，线程安全（Thread Safe）是一个尤为突出的问题。因为容器，如Servlet、EJB等一般都是多线程运行的。虽然在开发过程中，我们一般不考虑这些问题，但诊断问题（Robust），程序优化（Performance），我们必须深入它们。

什么是线程安全？

引用

Thread-safe describes a program portion or routine that can be called from multiple programming threads without unwanted interaction between the threads。

在Java里，线程安全一般体现在两个方面：

1、多个thread对同一个java实例的访问（read和modify）不会相互干扰，它主要体现在关键字synchronized。如ArrayList和Vector，HashMap和Hashtable（后者每个方法前都有synchronized关键字）。如果你在interator一个List对象时，其它线程remove一个element，问题就出现了。

2、每个线程都有自己的字段，而不会在多个线程之间共享。它主要体现在java.lang.ThreadLocal类，而没有Java关键字支持，如像static、transient那样。

一个普遍的疑问，我们的Servlet中能够像JavaBean那样declare instance或static字段吗？如果不可以？会引发什么问题？

答案是：不可以。我们下面以实例讲解：

首先，我们写一个普通的Servlet，里面有instance字段count：

Java代码收藏代码

public class SimpleServlet extends HttpServlet  

{

       // A variable that is NOT thread-safe!

       private int counter = 0;

       public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException

       {

              doPost(req, resp);

       }  

       public void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException

       {

              resp.getWriter().println("<HTML><BODY>");  

              resp.getWriter().println(this + " ==> ");  

              resp.getWriter().println(Thread.currentThread() + ": <br>");

              for (int c = 0; c < 10; c++)

              {

                     resp.getWriter().println("Counter = " + counter + "<BR>");

                     try

                     {

                            Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);

                            counter++;

                     }

                     catch (InterruptedException exc)

                     {

                     }

              }

              resp.getWriter().println("</BODY></HTML>");

       }

}

然后，我们通过一个html页面向该servlet发出三次请求：

Java代码收藏代码

<HTML>  

<BODY>  

<TABLE>

    <TR>

        <TD><IFRAME src="./SimpleServlet" name="servlet1" height="200%"> </IFRAME></TD>

    </TR>

    <TR>

        <TD><IFRAME src="./SimpleServlet" name="servlet2" height="200%"> </IFRAME></TD>

    </TR>

    <TR>

        <TD><IFRAME src="./SimpleServlet" name="servlet3" height="200%"> </IFRAME></TD>

    </TR>

</TABLE>

</BODY>

</HTML>

刷新页面几次后，产生的结果为：

com.zwchen.servlet.SimpleServlet@11e1bbf ==> Thread[http-8081-Processor23,5,main]:

Counter = 60

Counter = 61

Counter = 62

Counter = 65

Counter = 68

Counter = 71

Counter = 74

Counter = 77

Counter = 80

Counter = 83

com.zwchen.servlet.SimpleServlet@11e1bbf ==> Thread[http-8081-Processor22,5,main]:

Counter = 61

Counter = 63

Counter = 66

Counter = 69

Counter = 72

Counter = 75

Counter = 78

Counter = 81

Counter = 84

Counter = 87

com.zwchen.servlet.SimpleServlet@11e1bbf ==> Thread[http-8081-Processor24,5,main]:

Counter = 61

Counter = 64

Counter = 67

Counter = 70

Counter = 73

Counter = 76

Counter = 79

Counter = 82

Counter = 85

Counter = 88

我们会发现三点：

servlet只产生了一个Servlet对象，因为输出this时，其hashcode都一样，

servlet在不同的线程（线程池）中运行，如http-8081-Processor22，http-8081-Processor23

Count被这三个doGet方法共享，并且并行修改。

上面的结果，违反了线程安全的两个方面。

那么，我们怎样保证按照我们期望的结果运行呢？首先，我想保证产生的count都是顺序执行的。

我们将Servlet代码重构如下：

Java代码收藏代码

public class SimpleServlet extends HttpServlet  

{  

  //A variable that is NOT thread-safe!  

  private int counter = 0;  

  private String mutex = "";  

  public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)  

    throws ServletException, IOException

{  

    doPost(req, resp);  

  }  

  public void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)  

    throws ServletException, IOException  

  {  

    resp.getWriter().println("<HTML><BODY>");  

    resp.getWriter().println(this + ": <br>");  

    synchronized (mutex)  

    {

      for (int c = 0; c < 10; c++)

      {

        resp.getWriter().println("Counter = " + counter + "<BR>");

        try

          {  

          Thread.sleep((long) Math.random() * 1000);

          counter++;

        }

        catch (InterruptedException exc) { }

      }

    }

    resp.getWriter().println("</BODY></HTML>");

  }  

}

我们的输出结果为：

com.zwchen.servlet.SimpleServlet@109da93:

Counter = 0

Counter = 1

Counter = 2

Counter = 3

Counter = 4

Counter = 5

Counter = 6

Counter = 7

Counter = 8

Counter = 9

com.zwchen.servlet.SimpleServlet@109da93:

Counter = 10

Counter = 11

Counter = 12

Counter = 13

Counter = 14

Counter = 15

Counter = 16

Counter = 17

Counter = 18

Counter = 19

com.zwchen.servlet.SimpleServlet@109da93:

Counter = 20

Counter = 21

Counter = 22

Counter = 23

Counter = 24

Counter = 25

Counter = 26

Counter = 27

Counter = 28

Counter = 29

这符合了我们的要求，输出都是按顺序的，这正式synchronized的含义。

附带说一下，我现在synchronized的是一个字符串变量mutex，不是this对象，这主要是从performance和Scalability考虑。Synchronized用在this对象上，会带来严重的可伸缩性的问题（Scalability），所有的并发请求都要排队！

Filter

3.Filter接口

1.如何驱动

    在 web 应用程序启动时，web 服务器将根据 web.xml 文件中的配置信息来创建每个注册的 Filter 实例对象，并将其保存在服务器的内存中

2.方法介绍

    init()  Init 方法在 Filter 生命周期中仅执行一次，web 容器在调用 init 方法时

destory()  在Web容器卸载 Filter 对象之前被调用。该方法在Filter的生命周期中仅执行一次。在这个方法中，可以释放过滤器使用的资源。

doFilter() Filter 链的执行

3.一个Filter有几个实例?

由2可知，init只调用一次，doFilter中打印对象，每次请求打印的对象都是同一个

CommHeadFiltercn.com.web.interceptor.CommHeadFilter@7d7455d2

CommHeadFiltercn.com.web.interceptor.CommHeadFilter@7d7455d2

CommHeadFiltercn.com.web.interceptor.CommHeadFilter@7d7455d2

CommHeadFiltercn.com.web.interceptor.CommHeadFilter@7d7455d2

拦截器Interceptor

---------cn.com.web.interceptor.UserLoginInterceptor@36855fcf