Spring中的单例Bean是线程安全的吗

前言

Spring容器中的Bean是否线程安全，容器本身并没有提供Bean的线程安全策略，因此可以说Spring容器中的Bean本身不具备线程安全的特性，但是具体还是要结合具体scope的Bean去研究。

Bean的作用域

Spring 中，完整的 bean的作用域（scope）枚举值如下：

1、singleton：单例，默认作用域。

2、prototype：多实例，每次创建一个新对象。

3、request：请求，每次Http请求创建一个新对象，适用于WebApplicationContext环境下。

4、session：会话，同一个会话共享一个实例，不同会话使用不用的实例。

5、global-session：全局会话，所有会话共享一个实例。

其中，request、session和global-session这三个作用域只有在web开发中才会使用到。

Bean 状态

有状态对象(Stateful Bean) ：就是有实例变量的对象，可以保存数据，是非线程安全的。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。

无状态对象(Stateless Bean)：就是没有实例变量的对象，不能保存数据，是不变类，是线程安全的。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。

Bean的线程安全问题

关于Bean的线程安全问题，要从单例与多实例Bean分别进行说明。多实例Bean每次创建一个新对象，也就是线程之间并不存在Bean共享，自然是不会有线程安全的问题。

对于单例Bean，所有线程都共享一个单例Bean实例，因此是存在资源的竞争。

如果单例Bean是一个无状态Bean，也就是线程中的操作不会对Bean的成员执行查询以外的操作，那么这个单例Bean是线程安全的。

对于有状态的bean，Spring官方提供的bean，一般提供了通过ThreadLocal去解决线程安全的方法，比如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等。

使用ThreadLocal的好处：在多线程场景下，多个线程对这个单例Bean的成员变量并不存在资源的竞争，因为ThreadLocal为每个线程保存线程私有的数据。这是一种以空间换时间的方式。

当然也可以通过加锁的方法来解决线程安全，这种以时间换空间的场景在高并发场景下显然是不实际的。

Spring中的Controller ，Service，Dao是不是线程安全的？controller、service和dao层本身并不是线程安全的，如果只是调用里面的方法，而且多线程调用一个实例的方法，会在内存中复制变量，这是自己线程的工作内存，是安全的。

下面以Controller为例，Service和Dao也是同样的道理。

@RestController

@Scope(value = "prototype") // 加上@Scope注解，他有2个取值：单例-singleton 多实例-prototype

public class TestController {

    private int var = 0;

    private static int staticVar = 0;

    @GetMapping(value = "/test_var")

    public String test() {

        System.out.println("普通变量var:" + (++var)+ "---静态变量staticVar:" + (++staticVar));

        return "普通变量var:" + var + "静态变量staticVar:" + staticVar;

    }

}

请求API三次，得到如下结果：

普通变量var:1---静态变量staticVar:1

普通变量var:1---静态变量staticVar:2

普通变量var:1---静态变量staticVar:3

虽然每次都是单独创建一个Controller，但是扛不住它的类变量呀！故即便是加上@Scope注解也不一定能保证Controller 100%的线程安全。所以是否线程安全在于怎样去定义变量以及Controller的配置。下面总结一下：

1、在@Controller/@Service/@Repository等容器中，默认情况下，scope值是单例-singleton的，也是线程不安全的。

2、尽量不要在@Controller/@Service/@Repository等容器中定义静态变量，不论是单例(singleton)还是多实例(prototype)，她都是线程不安全的。

3、一定要定义变量的话，用ThreadLocal来封装，这个是线程安全的。

4、对有状态的 bean 要使用 prototype。

5、作用域对无状态的 bean 使用 singleton 作用域。

最后两条很重要喔！

Reference