Java中关于单例模式线程安全问题的解决办法

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Java 单例模式线程安全问题

SpringIOC容器默认提供bean的访问作用域是单例模式。即在整个application生命周期中，只有一个instance。因此在多线程并发下，会有线程安全风险。我们在MVC框架下的servlet就是线程安全的。由于该servlet是在客户端，多并发相对少，但是对于web service端，需要考虑到。

ThreadLocal类：为每一个线程提供了一个独立的变量（实例）副本，从各将各个不同的实例访问isolation。
在同步锁机制中，后来者线程等待先行线程完成后，才能访问该成员变量。而ThreadLocal实现实例的复制而隔离对象访问数据冲突。同时也能够少量解决scope为prototype访问模式下大量实例生命周期管理的消耗和负担。是“以时间换空间”和“以空间换时间”的两种实现。前者仅提供唯一变量，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拷贝，因此可以同时访问而互不影响，同时该拷贝存储于内存中，下次再次访问时候不再重新生成实例，减少服务器资源消耗。 

我们知道在一般情况下，只有无状态的Bean才可以在多线程环境下共享，在Spring中，绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域。就是因为Spring对一些Bean（如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等）中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理，让它们也成为线程安全的状态，因为有状态的Bean就可以在多线程中共享了。

线程安全问题：由全局变量及静态变量引起，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；若有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。

1） 常量始终是线程安全的 （值恒定）
2）每次调用方法前都新建一个实例是线程安全的。（不同实例相互隔离）
3）局部变量是线程安全的（隔离）

因为每执行一个方法，都会在独立的空间创建局部变量，它不是共享的资源。局部变量包括方法的参数变量和方法内变量。

有状态：有数据存储、更改功能。有状态对象(Stateful Bean)，有实例变量的对象  ，可以保存数据，是非线程安全的。

无状态：就是一次操作，不能变更数据。无状态对象(Stateless Bean)，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。在spring中单例模式是共享实例，以达到提高性能。有状态的Bean，多线程环境下不安全，那么适合用Prototype原型模式。Prototype: 每次对bean的请求都会创建一个新的bean实例。

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