Tomact高並發&Servlet線程處理
Servlet/JSP技術和ASP、PHP等相比，由於其多線程運行而具有很高的執行效率。由於Servlet/JSP默認是以多線程模式執行的，所以，在編寫代碼時需要非常細致地考慮多線程的安全性問題。然而，很多人編寫Servlet/JSP程序時並沒有註意到多線程安全性的問題，這往往造成編寫的程序在少量用戶訪問時沒有任何問題，而在並發用戶上升到一定值時，就會經常出現一些莫明其妙的問題。
Servlet生命周期
1.裝載Servlet。這項操作一般是動態執行的。然而，Server通常會提供一個管理的選項，用於在Server啟動時強制裝載和初始化特定的Servlet。
2.Server創建一個Servlet的實例
3.Server調用Servlet的init()方法
4.一個客戶端的請求到達Server
5.Server創建一個請求對象
6.Server創建一個響應對象
7.Server激活Servlet的service()方法，傳遞請求和響應對象作為參數
8.service()方法獲得關於請求對象的信息，處理請求，訪問其他資源，獲得需要的信息
9.service()方法使用響應對象的方法，將響應傳回Server，最終到達客戶端。service()方法可能激活其它方法以處理請求，如doGet()或doPost()或程序員自己開發的新的方法。
10.對於更多的客戶端請求，Server創建新的請求和響應對象，仍然激活此Servlet的service()方法，將這兩個對象作為參數傳遞給它。如此重復以上的循環，但無需再次調用init()方法。一般Servlet只初始化一次(只有一個對象),當Server不再需要Servlet時(一般當Server關閉時)，Server調用Servlet的Destroy()方法。
Servlet的多線程機制
Servlet體系結構是建立在Java多線程機制之上的，它的生命周期是由Web容器負責的。當客戶端第一次請求某個Servlet時，Servlet容器將會根據web.xml配置文件實例化這個Servlet類。當有新的客戶端請求該Servlet時，一般不會再實例化該Servlet類，也就是有多個線程在使用這個實例。Servlet容器會自動使用線程池等技術來支持系統的運行，如圖1所示。
圖1 Servlet線程池
這樣，當兩個或多個線程同時訪問同一個Servlet時，可能會發生多個線程同時訪問同一資源的情況，數據可能會變得不一致。所以在用Servlet構建的Web應用時如果不註意線程安全的問題，會使所寫的Servlet程序有難以發現的錯誤。
Servlet的線程安全問題主要是由於實例變量使用不當而引起的，這裏以一個現實的例子來說明。
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Import javax.servlet. *; |
該Servlet中定義了一個實例變量output，在service方法將其賦值為用戶的輸出。當一個用戶訪問該Servlet時，程序會正常的運行，但當多個用戶並發訪問時，就可能會出現其它用戶的信息顯示在另外一些用戶的瀏覽器上的問題。這是一個嚴重的問題。為了突出並發問題，便於測試、觀察，我們在回顯用戶信息時執行了一個延時的操作。假設已在web.xml配置文件中註冊了該Servlet，現有兩個用戶a和b同時訪問該Servlet（可以啟動兩個IE瀏覽器，或者在兩臺機器上同時訪問）,即同時在瀏覽器中輸入：
a： http://localhost: 8080/servlet/ConcurrentTest? Username=a
b： http://localhost: 8080/servlet/ConcurrentTest? Username=b
如果用戶b比用戶a回車的時間稍慢一點，將得到如圖2所示的輸出：
圖2 a用戶和b用戶的瀏覽器輸出
從圖2中可以看到，Web服務器啟動了兩個線程分別處理來自用戶a和用戶b的請求，但是在用戶a的瀏覽器上卻得到一個空白的屏幕，用戶a的信息顯示在用戶b的瀏覽器上。該Servlet存在線程不安全問題。下面我們就從分析該實例的內存模型入手,觀察不同時刻實例變量output的值來分析使該Servlet線程不安全的原因。
Java的內存模型JMM（Java Memory Model）JMM主要是為了規定了線程和內存之間的一些關系。根據JMM的設計，系統存在一個主內存(Main Memory)，Java中所有實例變量都儲存在主存中，對於所有線程都是共享的。每條線程都有自己的工作內存(Working Memory)，工作內存由緩存和堆棧兩部分組成，緩存中保存的是主存中變量的拷貝，緩存可能並不總和主存同步，也就是緩存中變量的修改可能沒有立刻寫到主存中；堆棧中保存的是線程的局部變量，線程之間無法相互直接訪問堆棧中的變量。根據JMM，我們可以將論文中所討論的Servlet實例的內存模型抽象為圖3所示的模型。
圖3 Servlet實例的JMM模型
下面根據圖3所示的內存模型，來分析當用戶a和b的線程（簡稱為a線程、b線程）並發執行時，Servlet實例中所涉及變量的變化情況及線程的執行情況，如圖4所示。
圖4 Servlet實例的線程調度情況
從圖4中可以清楚的看到，由於b線程對實例變量output的修改覆蓋了a線程對實例變量output的修改，從而導致了用戶a的信息顯示在了用戶b的瀏覽器上。如果在a線程執行輸出語句時，b線程對output的修改還沒有刷新到主存，那麽將不會出現圖2所示的輸出結果，因此這只是一種偶然現象，但這更增加了程序潛在的危險性。
servlet采用單實例多線程模式開發的
問題一. 說明其Servlet容器如何采用單實例多線程的方式來處理請求
問題二 如何在開發中保證servlet是單實例多線程的方式來工作(也就是說如何開發線程安全的servelt)
二、如何開發線程安全的Servlet
1、變量的線程安全：這裏的變量指字段和共享數據(如表單參數值)。
A、將參數變量本地化。多線程並不共享局部變量.所以我們要盡可能的在servlet中使用局部變量。
例如：String user = "";
user = request.getParameter("user");
B、使用同步塊Synchronized，防止可能異步調用的代碼塊。這意味著線程需要排隊處理。在使用同板塊的時候要盡可能的縮小同步代碼的範圍，不要直接在sevice方法和響應方法上使用同步，這樣會嚴重影響性能。
3、使用同步的集合類：
使用Vector代替ArrayList，使用Hashtable代替HashMap。
4、不要在Servlet中創建自己的線程來完成某個功能。
Servlet本身就是多線程的，在Servlet中再創建線程，將導致執行情況復雜化，出現多線程安全問題。
小結
Servlet的線程安全問題只有在大量的並發訪問時才會顯現出來，並且很難發現，因此在編寫Servlet程序時要特別註意。線程安全問題主要是由實例變量造成的，因此在Servlet中應避免使用實例變量。如果應用程序設計無法避免使用實例變量，那麽使用同步來保護要使用的實例變量，但為保證系統的最佳性能，應該同步可用性最小的代碼路徑。
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