这种 Spring 单例 bean 线程的设计是否安全？答案

【问题标题】：Is this design of Spring singleton beans thread safe?这种 Spring 单例 bean 线程的设计是否安全？
【发布时间】：2011-09-19 03:35:12
【问题描述】：

考虑以下 Spring Service 类。定义的弹簧范围是单例。在下面的类中自动连接为字段的两个服务 bean 具有相似的结构 - 它们也由以下任一字段组成

Spring bean 本身
无状态类
不可变类

等等。这种模式在应用程序设计中普遍使用。

@Service     
public class DocumentService {  
  private final DocumentGenerationService documentGenerationService;
  private final DocumentPublishService documentPublishService;

  @Autowired
  public DocumentService (DocumentGenerationService documentGenerationService,    
                          DocumentPublishService documentPublishService) {
  this.documentGenerationService = documentGenerationService;
  this.documentPublishService = documentPublishService;
}

... methods follow

说 DocumentService 类是不可变的是否正确，因为不可能改变它的两个字段中的任何一个（它们是只能由容器本身初始化一次的 spring bean）？

无论如何，上面定义的 DocumentService bean 可以被认为是线程安全的吗？如果遵循这种设计，整个应用程序也是线程安全的吗？

【问题讨论】：

标签： java multithreading spring concurrency singleton

【解决方案1】：

当 Spring 说 bean 是单例时，它不保证线程安全。如果您在 Spring 中创建单例范围的 bean，则仅表示为每个 Spring IoC 容器创建了一个对象实例。但是这个单例范围的 bean 类本身可能不是线程安全的，所以它的程序员有责任让代码线程安全。

【讨论】：

当它几乎是上述答案的副本时，为什么要添加这个答案？！似乎回答的其他人并没有使他们的评论不可变！

【解决方案2】：

您的代码看起来是线程安全的。当 Spring 说 bean 是单例时，Spring 不保证线程安全。如果您在 Spring 中创建单例范围的 bean，则仅表示为每个 Spring IoC 容器创建了一个对象实例。但是这个单例范围的 bean 类本身可能不是线程安全的，所以它的程序员有责任让代码线程安全。

在您的代码中，documentGenerationService 例如是最终的。这保证了引用不会改变，并且从新的 Java 内存模型中，也保证了实例化。但是@duffymo 说，被引用的对象也必须是不可变的。

一切都很好:)

【讨论】：

【解决方案3】：

说 DocumentService 类是不可变的是否正确，因为不可能改变它的两个字段中的任何一个（它们是只能由容器本身初始化一次的 spring bean）？

根据definition of immutability，正式地说，这个类是NOT immutable。

如果无法更改对象的状态，则对象是不可变的，documentGenerationService 和 documentPublishService 的状态 是类状态的一部分 DocumentService。

因此，如果类具有总是相同的状态，它的行为总是相同。换句话说，没有办法改变不可变对象的行为，因为对象的行为仅取决于其状态，而在不可变对象中，此状态永远不会改变（不可变对象的示例是字符串和整数）。

请注意，在不可变性的定义中，我们发现了一个例外：“即使某些 [...] 属性发生了变化，但对象的状态发生了变化，但对象的状态也发生了变化，但对象的状态也被认为是不可变的 [因此，行为] 似乎是不变的[...]”，但在这种情况下（根据提供的信息）引用状态的变化肯定会改变类的行为（因为我们没有对其内部状态的任何控制）。

有一个 strategy 可以使类不可变。你已经遵循了它的一些指导方针，但如果你希望它是不可变的（我认为不是这样），你需要一些其他的，比如制作你收到的参数的 “防御性副本”在构造函数中并避免子类覆盖方法。

这个link也很有意思。

尽管如此，你不应该让 Spring bean 不可变，因为这不是使用 Spring 提供的编程模型的方式。所以，在这种情况下，类不是不可变的，这是“好的”。

无论如何，上面定义的 DocumentService bean 可以被认为是线程安全的吗？

正如这里所声明的，这个类是线程安全的。许多线程可以安全地访问这个类而不会出现任何竞争条件。我们不能对它包含的字段说同样的话，但是这个类是线程安全的。这与“线程安全列表”的工作方式相同：它可以包含“无线程安全”对象，但仍然是“线程安全列表”。

如果遵循这种设计，整个应用程序也是线程安全的？

如果您系统的所有类都是线程安全的（即没有一个竞争条件出现在任何地方），您可以非正式地说应用程序是线程安全的。

【讨论】：

@edutesoy - "... 而 documentGenerationService 和 documentPublishService 的状态是 DocumentService 类状态的一部分。" - 我认为你不能这么说明确地。这取决于你的观点。这个问题似乎是OP混乱的根源......
从我的角度来看。不可变类是“总是”行为相同的类，因为它“总是”具有相同的状态。根据提供的信息，此类不是不可变的，因为 documentGenerationService 和 documentPublishService 的状态可以使 DocumentService 改变其行为，因此“这些状态是 DocumentService 状态的一部分。
你只是在重复自己。从设计/建模的角度来看，GenerationService 和 PublishService 可能是 DocumentService 的一部分（...或不是）。从实现的角度来看，没有明显的理由为什么必须分析前类（为了线程安全）作为后者的组件......即使设计表明它们是。我的观点是，您正在对设计做出假设，然后根据这些假设做出教条式的陈述。
我编辑了答案。它们是状态的一部分，因为您可以将任何东西作为 documentPublishService 注入，这会使类的行为变得不可预测。而且不可变类的行为应该是可预测的，因为任何类的行为都只依赖于它的状态，而在不可变类中，这个，这个状态总是一样的......
注入并不一定会使它们成为一部分……或者不是。底线是线程安全实际上与使用类/对象的方式有关。（Goetz 在他的书中对此有深刻的见解。）

【解决方案4】：

您问题中显示的示例代码绝对是线程安全的。

但是，需要在整个应用程序的上下文中考虑代码。例如，上面的代码不保证documentGenerationService 和documentPublishService 属性引用的对象的线程安全。如果它们没有充分同步，那么使用它们的代码（包括此类的其他方法）可能不是线程安全的。

【讨论】：

【解决方案5】：

Spring 不保证线程安全。那是你的责任。

所有私有成员变量都是共享的。它们可能是最终的，但这仅意味着不能更改引用。任何可变状态都必须同步。如果它们确实是不可变的，那么我认为你是在坚实的基础上。

我同意关于自动装配依赖项的评论。如果可能的话，我会把它们留在 Spring 的控制之下。

【讨论】：

【解决方案6】：

您可以将@Autowired 注解放在服务之上，而不是在构造函数中使用它们。这是一个 Spring 托管的 bean，这意味着它是一个单例。它是线程安全的，但这取决于实现。

@Service     
public class DocumentService {  

  @Autowired
  private DocumentGenerationService documentGenerationService;

  @Autowired
  private DocumentPublishService documentPublishService;

... methods follow

【讨论】：

它们不可能是 @Autowired 当前工作的方式。