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SpringBoot中的Controller是单例还是多例?如何保证线程安全性?

nanyue 2024-09-03 16:18:22 技术文章 13 ℃

在SpringBoot应用程序中,通过@Controller和@RestController注解所标注的控制类对象都是默认为单例的,也就是说Controller对象被注入到容器中之后,Spring容器中只会存在其对应的一个实例对象,并且这个对象是会被多个线程所访问的。如下所示。

单例模式

在SpringBoot中提供的所有的控制器默认都是单例模式的,也就是说在容器启动的时候,它被添加到容器中,在后续的使用过程中所有的对象都是这个实例对象。这么设计的主要的原因其实就是为了节省Spring框架的资源开销来提高系统的使用性能。试想如果服务中的每个请求都要创建一个控制器实例的话,很明显服务器的内存是吃不消的。尤其是在一些高并发场景下,显然资源是不够用的。

线程安全性

上面也提到了,由于控制器是单例模式,所以必须要考虑到多线程访问的并发线程安全问题。下面是笔者总结的几种解决线程安全性的方案,如下所示。

无状态设计

我们应该尽量的避免在控制器中使用到实例变量,所有的与状态有关的信息都通过方法来进行传递。而对于局部变量都是现成安全的,因为这些局部变量都是存储在方法栈上,而对于每个方法来讲都有自己的独立的方法栈。

依赖注入的线程安全组件

可以通过一些控制组件来控制线程安全,因为这些控制组件本身就是线程安全的,所以控制层就不需要再多余的去控制额外的线程安全了。而对于有状态的组件,我们可以使用线程安全的实现或者在方法内部创建新的实例来避免线程安全问题。

同步和锁机制

在很少的一部分情况下,如果必须要在控制器中实现某种状态的值的共享,这个时候,我们可以通过Java提供的同步机制或者是锁机制来解决线程共享安全的问题,当然这种方式在开发中是不推荐的,因为它可能会导致一些其他的问题的出现,另外就是在分布式场景中,可能还会增加代码的复杂性。

具体示例

@RestController
public class MyController {

    // 无状态的设计
    @GetMapping("/hello")
    public String sayHello(@RequestParam String name) {
        return "Hello, " + name;
    }

    // 使用线程安全的组件
    private final MyService myService;

    public MyController(MyService myService) {
        this.myService = myService;
    }

    @GetMapping("/data")
    public String getData() {
        return myService.getData();
    }
}

@Service
public class MyService {
    public String getData() {
        return "Some data";
    }
}

在这个例子中,我们看到自定义的MyController通过无状态的实现来避免了线程安全问题,而且它所依赖的MyService也是一个线程安全的组件。在我们日常的开发中也是通过这种方式来实现的,所以不必太担心线程安全问题。

总结

Spring Boot中的控制器默认是单例的。为了保证线程安全,推荐采用无状态设计,依赖线程安全的组件,必要时使用同步机制。通过这些措施,可以确保单例控制器在并发环境下的安全性。

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