为什么这个 servlet 代码示例是线程不安全的？答案

【问题标题】：Why this servlet code sample is thread unsafe?为什么这个 servlet 代码示例是线程不安全的？
【发布时间】：2014-06-22 18:44:08
【问题描述】：

我在网站上看到了一个servlet示例代码，据说这个代码是线程不安全的，但是我不知道为什么它是线程不安全的，当我使用这个代码时会发生什么。这个代码是一个servlet代码，用于保存每位访客的姓名。

public class UnsafeGuestbookServlet extends HttpServlet {

    private Set visitorSet = new HashSet();

    protected void doGet(HttpServletRequest httpServletRequest,

             HttpServletResponse httpServletResponse) throws ServletException, IOException {

        String visitorName = httpServletRequest.getParameter("NAME");

        if (visitorName != null)

            visitorSet.add(visitorName);

    }

}

人们说如果我像这样更改代码：

private Set visitorSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet());

线程不安全问题将得到解决。

我知道如果这段代码是线程不安全的，肯定是visitorSet造成的，它是一个共享数据结构。由于String visitorName是一个局部变量，所以每个线程都会在自己的调用栈中进行复制，对吧?

【问题讨论】：

标签： java servlets thread-safety

【解决方案1】：

为了使这个 servlet 线程安全，我会做两件事。首先引用集合final：

public class UnsafeGuestbookServlet extends HttpServlet {

    private final Set visitorSet = new HashSet();

在对象构造时初始化的最终引用，并安全发布。没有它，doGet 方法可能看不到构造集，尽管它已正确初始化。

其次，要么将集合包装在Collections.synchronizedSet()中，这实际上不是最好的解决方案，因为它的迭代器容易出现ConcurrentModificationException，并且所有方法都需要对集合进行排他锁定，或者使用为并发使用而设计的集合实现：

private final Set visitorSet = Collections.newSetFromMap(new ConcurrentHashMap());

该集合将使用 ConcurrentHashMap keySet 使用的条带模式，它提供线程安全的迭代器和更好的“并发性”。

【讨论】：

【解决方案2】：

很简单，UnsafeGuestbookServlet 初始化一次，doGet 或doPost 方法由多个线程并行调用。

注意HashSet 的实现是不同步的。如果多个线程同时访问一个哈希集，并且至少有一个线程修改了该集，则必须对外同步。

因此要同步我们使用的HashSet Collections.synchronizedSet()。现在 HashSet 是同步的，并且对这个特定 HashSet 的写入访问将被控制一次。

如果你想了解更多关于线程、线程安全方法为什么和如何等的信息，最好阅读这个http://www.tutorialspoint.com/java/java_thread_synchronization.htm。顺便说一句，简单来说就是这样，当允许两个或更多人同时获得一个相同的东西时，就会出现竞争条件或不稳定条件。如果您的代码允许这种情况发生，它的线程不安全:-)

还有一点，这完全取决于您在代码中如何处理它。如果您认为，没有 2 个线程可以从数据结构中覆盖或删除相同的值，那么您不想介意线程安全。请注意为什么线程安全很重要，以及在哪些情况下最重要。

【讨论】：

为什么对不安全的 HashSet 进行简单的添加操作可能会导致一些问题？您能给我举个例子吗？
现在你问的是线程和同步的问题。我正在编辑我的答案以包含更多关于此的信息

【解决方案3】：

由于 String visitorName 是一个局部变量，每个线程都会使在自己的调用堆栈中复制一份，对吧？

指针的副本是的，但是 String 类可以重用对象（因为它们不可修改）以节省内存，因此理论上您可以有两个线程尝试将相同的对象存储在共享集中。即使对象不同，Set 也会使用equals 来知道对象是否已经被添加，所以你的代码仍然暴露在不安全的检查和添加操作中，迭代器在添加新元素时会遍历 Set。 ..

【讨论】：

【解决方案4】：

我知道如果这段代码是线程不安全的，那一定是visitorSet引起的，它是一个共享数据结构。

是的，它是您的 servlet 的成员。 servlet 容器创建您的 servlet 的一个实例，但它可能会在不同的线程中同时处理多个 http 请求，这些线程都在同一个 UnsafeGuestbookServlet 对象上调用您的 doGet() 方法 - 这意味着可以有多个线程操作 visitorSet HashSet . HashSet 不是线程安全的。

由于 String visitorName 是一个局部变量，每个线程都会在自己的调用栈中创建一个副本，>对吧？

是的。

【讨论】：

让我困惑的是，会发生什么问题？我正在做的只是一个插入操作，注意其他......
@Vico_Wu 什么都不会发生。竞争条件导致数据不一致，例如你得到重复的条目，条目消失了。或者对于 HashMap，它可能会进入 infinte loop

【解决方案5】：

第一个示例中的HashSet 是Servlet 的一个字段，它只会被初始化一次（因为Servlet 也会被初始化一次）。每个请求都将由您的 Servlet 的这个实例处理，因此您的示例中提到的线程不安全存在问题。

HashSet 并非旨在用作共享资源，因此可能会出现问题，例如在另一个线程仍在迭代 Set 时尝试添加值。这就是为什么您需要在您自己的解决方案中提到的某种同步 Set。

【讨论】：