Servlet的单例多线程问题

一直想不通Java Servlet既然在服务器中是单例存在，而他的service方法又不是sychronized，而且他是多线程的，那么我同时有两个线程访问Servlet中的service方法，那么会不会导致service方法执行混乱，即第一个线程刚进入servlet了，第二个线程已经返回结果了，那么第一个线程是不是还没运行就结束了？

就是我把servlet中的service方法的运行当成了一个唯一的运行代码块，理解为所有线程运行servlet的service方法在内存中是同一块东西，这可能是所有初学者都会有所疑虑的地方，这篇文章很好的解释了这个问题。

 

总的来讲：

Servlet类本质上也是一个普通的类，并且Servlet容器默认只允许单个实例存在。当请求达到服务器的时候，Servlet实例如果已经存在的话则直接加载该实例，如果该Servlet类还未实例化则会先初始化这个Servlet。当请求到达Web服务器时，Web服务器中有一个线程池，它会从线程池中取一个工作线程，通过该线程调用请求的Servlet。因此，对Servlet来说，可以同时被好几个请求调用。请求结束后，线程放回线程池。
这种设计带来的好处是，Servlet单实例，减少了生成Servlet的开销。通过线程池响应请求，避免了不断创建线程和销毁线程的开销，提高了性能。但是这种多线程操纵单实例的模式，也会有一些副作用，那就是可能造成数据的不一致。

 

具体的讲：

一般servlet在jvm中只有个对象，当多个请求来请求一个jsp页面的时候，实际上都是调用这个jsp编译好的servlet类doPost或者doGet方法。

现在我就模拟一个servlet的调用过程：

new Runnalbe{  
    public run(){  
        Request requset = new Request();  
        Resposne response = new Response();  
        //servlet对象只有一个，是容器自动生成的，这里模拟一个servlet的调用过程。  
        servlet.doPost  (request,response);  
    }  
}

当有多个请求过来的时候，相当于多个线程来执行这段代码。上面那个servlet的实现类HelloServlet：

public class HelloServlet extends HttpServlet {  
    private int j =0;  
    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){  
        int i=0;  
        i++;  
        j++;  
        //这里的i和j那个是线程安全的那个不是呢，后面我们将从线程的堆栈，和jvm的堆的概念来解释这个问题  
        //request 和 response  对象是不是线程安全的  
   }  
}

JVM是基于堆栈的虚拟机.JVM为每个新创建的线程都分配一个堆栈（这里的堆栈不是指堆）（这里所说的堆栈其实就是java虚拟机栈，也就是通俗说的栈。线程私有的是安全的，而共享的需要加锁或其他同步方式来控制。）.也就是说,对于一个Java程序来说，它的运行就是通过对堆栈的操作来完成的。堆栈以帧为单位保存线程的状态。JVM对堆栈只进行两种操作:以帧为单位的压栈和出栈操作。

 
我们知道,某个线程正在执行的方法称为此线程的当前方法.我们可能不知道,当前方法使用的帧称为当前帧。当线程激活一个Java方法,JVM就会在线程的Java堆栈里新压入一个帧。这个帧自然成为了当前帧.在此方法执行期间,这个帧将用来保存参数,局部变量,中间计算过程和其他数据.这个帧在这里和编译原理中的活动纪录的概念是差不多的。
 
这里还要补充一下堆的概念：
 
堆(heap)是放实例和数组的，JAVA里面没有全局变量这个概念，所有变量都是以类的属性或者参数等形式存在的。GC是自动回收.但是数组和类的引用是放在堆栈中。学过汇编的可能都知道，数据是是存储在栈内的，执行的代码逻辑是可以共用的。当多个线程来访问同一个方法的时候，共享同一段代码逻辑，但是方法对应的数据是存储在各自的堆栈(stack)中，如局部变量和参数还有对象的引用（局部变量和参数也可能是对象的引用）。所以多线程并发的情况下，出现不同步的现象主要是因为各自堆栈存放的某些数据是共享的，说白了就是同一个数据的引用（不是copy）被存放在不同的堆栈中。例如类X的对象A被多个线程访问，他的引用被保存在多个线程的堆栈中，当多个线程访问A对象的某个属性b的时候如果不加锁就会出现不同步的现象。所以为了避免这种情况发生一是加锁，二就是为每个线程都生成一个类X的对象，这样每个线程的堆栈中存放的类X引用所对应的堆中的对象都不一样，当然就不存在共享的问题。

现在我们回到开始那个例子，可以很好的分析出参数request，respone，i是线程安全的，而j是线程不安全的；

为什么？request，respone是线程安全的是因为每个线程对应的request，respone对象都是不一样的，不存在共享问题。i是线程安全的是应为i是局部变量，每个线程的堆栈中存放的值也是各自独立的。
j线程不安全是应为它是类HelloServlet的属性，找了很多资料都不能说清楚它到底放在那里，从实际效果来看，它是不安全的，所以应该是放在和类对象一起放在堆里面的，堆里面估计是复制了一份过来，因为HelloServlet对多个线程而言只有一个实例，所以存在共享问题。

 

说简单一点就是：Servlet是单实例多线程运行方式，所以对象变量线程不安全，局部变量线程安全。

其实这里主要也是突出了：堆内的数据再被多线程共享时，由于每个线程都有一份自己的拷贝，导致修改时会出错的问题，但局部变量由于他存放在java栈中，每个栈由各自属于的线程使用，不会出现共享的问题，这也就是为什么j是安全的，i是不安全的。所谓的安全与否，从根源上来说就是看是否有多个操作针对同一份资源。