Tomact高并发&Servlet线程处理

 Servlet/JSP技术和ASP、PHP等相比，因为其多线程运行而具备很高的执行效率。因为Servlet/JSP默认是以多线程模式执行的，因此，在编写代码时须要很是细致地考虑多线程的安全性问题。然而，不少人编写Servlet/JSP程序时并无注意到多线程安全性的问题，这每每形成编写的程序在少许用户访问时没有任何问题，而在并发用户上升到必定值时，就会常常出现一些莫明其妙的问题。

 

Servlet生命周期

1.装载Servlet。这项操做通常是动态执行的。然而，Server一般会提供一个管理的选项，用于在Server启动时强制装载和初始化特定的Servlet。
2.Server建立一个Servlet的实例
3.Server调用Servlet的init()方法
4.一个客户端的请求到达Server
5.Server建立一个请求对象
6.Server建立一个响应对象
7.Server激活Servlet的service()方法，传递请求和响应对象做为参数
8.service()方法得到关于请求对象的信息，处理请求，访问其余资源，得到须要的信息
9.service()方法使用响应对象的方法，将响应传回Server，最终到达客户端。service()方法可能激活其它方法以处理请求，如doGet()或doPost()或程序员本身开发的新的方法。
10.对于更多的客户端请求，Server建立新的请求和响应对象，仍然激活此Servlet的service()方法，将这两个对象做为参数传递给它。如此重复以上的循环，但无需再次调用init()方法。通常Servlet只初始化一次(只有一个对象),当Server再也不须要Servlet时(通常当Server关闭时)，Server调用Servlet的Destroy()方法。

 

 

Servlet的多线程机制
　　Servlet体系结构是创建在Java多线程机制之上的，它的生命周期是由Web容器负责的。当客户端第一次请求某个Servlet时，Servlet容器将会根据web.xml配置文件实例化这个Servlet类。当有新的客户端请求该Servlet时，通常不会再实例化该Servlet类，也就是有多个线程在使用这个实例。Servlet容器会自动使用线程池等技术来支持系统的运行，如图1所示。
　　

　

　　

图1 Servlet线程池

这样，当两个或多个线程同时访问同一个Servlet时，可能会发生多个线程同时访问同一资源的状况，数据可能会变得不一致。因此在用Servlet构建的Web应用时若是不注意线程安全的问题，会使所写的Servlet程序有难以发现的错误。

 

Servlet的线程安全问题主要是因为实例变量使用不当而引发的，这里以一个现实的例子来讲明。

Import javax.servlet. *;  Import javax.servlet.http. *;  Import Java.io. *;  Public class Concurrent Test extends HttpServlet {PrintWriter output;  Public void service (HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {String username; Response.setContentType ("text/html; charset=gb2312"); Username = request.getParameter ("username");  Output = response.getWriter ();  Try {Thread. sleep (5000); //为了突出并发问题，在这设置一个延时 } Catch (Interrupted Exception e){} output.println("用户名:"+Username+"<BR>");  } }

　　该Servlet中定义了一个实例变量output，在service方法将其赋值为用户的输出。当一个用户访问该Servlet时，程序会正常的运行，但当多个用户并发访问时，就可能会出现其它用户的信息显示在另一些用户的浏览器上的问题。这是一个严重的问题。为了突出并发问题，便于测试、观察，咱们在回显用户信息时执行了一个延时的操做。假设已在web.xml配置文件中注册了该Servlet，现有两个用户a和b同时访问该Servlet（能够启动两个IE浏览器，或者在两台机器上同时访问）,即同时在浏览器中输入：
　　a： http://localhost: 8080/servlet/ConcurrentTest? Username=a
　　b： http://localhost: 8080/servlet/ConcurrentTest? Username=b
　　若是用户b比用户a回车的时间稍慢一点，将获得如图2所示的输出：
　

                      图2 a用户和b用户的浏览器输出
　　从图2中能够看到，Web服务器启动了两个线程分别处理来自用户a和用户b的请求，可是在用户a的浏览器上却获得一个空白的屏幕，用户a的信息显示在用户b的浏览器上。该Servlet存在线程不安全问题。下面咱们就从分析该实例的内存模型入手,观察不一样时刻实例变量output的值来分析使该Servlet线程不安全的缘由。

 

　Java的内存模型JMM（Java Memory Model）JMM主要是为了规定了线程和内存之间的一些关系。根据JMM的设计，系统存在一个主内存(Main Memory)，Java中全部实例变量都储存在主存中，对于全部线程都是共享的。每条线程都有本身的工做内存(Working Memory)，工做内存由缓存和堆栈两部分组成，缓存中保存的是主存中变量的拷贝，缓存可能并不总和主存同步，也就是缓存中变量的修改可能没有马上写到主存中；堆栈中保存的是线程的局部变量，线程之间没法相互直接访问堆栈中的变量。根据JMM，咱们能够将论文中所讨论的Servlet实例的内存模型抽象为图3所示的模型。
　　

　

图3 Servlet实例的JMM模型

下面根据图3所示的内存模型，来分析当用户a和b的线程（简称为a线程、b线程）并发执行时，Servlet实例中所涉及变量的变化状况及线程的执行状况，如图4所示。

图4 Servlet实例的线程调度状况

  从图4中能够清楚的看到，因为b线程对实例变量output的修改覆盖了a线程对实例变量output的修改，从而致使了用户a的信息显示在了用户b的浏览器上。若是在a线程执行输出语句时，b线程对output的修改尚未刷新到主存，那么将不会出现图2所示的输出结果，所以这只是一种偶然现象，但这更增长了程序潜在的危险性。

 

servlet采用单实例多线程模式开发的

      问题一. 说明其Servlet容器如何采用单实例多线程的方式来处理请求 
      问题二 如何在开发中保证servlet是单实例多线程的方式来工做(也就是说如何开发线程安全的servelt) 

2、如何开发线程安全的Servlet 

 一、变量的线程安全：这里的变量指字段和共享数据(如表单参数值)。 

  A、将参数变量本地化。多线程并不共享局部变量.因此咱们要尽量的在servlet中使用局部变量。 
   例如：String user = ""; 
         user = request.getParameter("user"); 

 B、使用同步块Synchronized，防止可能异步调用的代码块。这意味着线程须要排队处理。在使用同板块的时候要尽量的缩小同步代码的范围，不要直接在sevice方法和响应方法上使用同步，这样会严重影响性能。

三、使用同步的集合类： 
  使用Vector代替ArrayList，使用Hashtable代替HashMap。

四、不要在Servlet中建立本身的线程来完成某个功能。 
  Servlet自己就是多线程的，在Servlet中再建立线程，将致使执行状况复杂化，出现多线程安全问题。 

小结

Servlet的线程安全问题只有在大量的并发访问时才会显现出来，而且很难发现，所以在编写Servlet程序时要特别注意。线程安全问题主要是由实例变量形成的，所以在Servlet中应避免使用实例变量。若是应用程序设计没法避免使用实例变量，那么使用同步来保护要使用的实例变量，但为保证系统的最佳性能，应该同步可用性最小的代码路径。