Spring 竞争条件单例服务有状态或无状态答案

【问题标题】：Spring race conditions singleton service stateful or statelessSpring 竞争条件单例服务有状态或无状态
【发布时间】：2015-09-25 09:58:02
【问题描述】：

我有点担心使用 Spring 的竞争条件。我知道各种范围（单例、原型、会话等）之间的区别

我也知道：

服务默认具有单例范围
只要我的 bean 是无状态的，我就不会有竞争条件问题

尽管我对这个无国籍的事情不是 100% 确定的。在谈论状态时，我的研究来源总是只关注共享实例变量，但竞争条件不仅会在访问实例变量时出现。我创建了以下示例来说明我的问题：

@Service
public class AppleService {

  @Autowired
  private AppleRepository appleRepository;

  @Override
  public void doSomethingWithAppleCategory(String appleCategory) {
    boolean existsAppleInCategory = existsAppleInCategory(appleCategory);
    if(existsAppleInCategory) {
        // do something
    }
    else {
        throw new RuntimeException("There is no apple in the category: " + appleCategory);
    }
  }

  private boolean existsAppleInCategory(String appleCategory) {
    Iterable<Apple> allApples = appleRepository.findAll();
    return allApples.stream().anyMatch(a -> a.getAppleCategory().equals(appleCategory));
  } 
}

您可以假设该服务用于休息控制器或类似的东西。据我了解，当调用方法 existsAppleInCategory 时，竞争条件可能会出现问题。例如，thread1 有它的插槽并将“false”写入变量 existsAppleInCategory。然后线程 2 用“true”覆盖它的插槽 existsAppleInCategory。之后线程 1 有另一个时隙。 => 线程 1 现在“做某事”而不是抛出 RuntimeException。

我的假设正确吗？在这种情况下，我是否遇到竞争条件问题？如果不是为什么？您能否推荐任何有关该主题的详细资料（在线资料、书籍等）？

提前谢谢你！

【问题讨论】：

没有。你的理解是错误的......没有共享状态（假设 AppleRepository 也是一个线程安全的单例）。每个线程都有自己的堆栈，并且在该堆栈上，除其他外，还有方法内部使用的变量，因此 thread1 无法从 thread2 看到 existsAppleInCategory，反之亦然。如果existsAppleInCategory 是实例级变量，这将有所不同！
你当然是对的。现在我觉得我是个初学者:-)

标签： java multithreading spring spring-mvc race-condition

【解决方案1】：

假设 AppleRepository 是一个无状态的单例，并在其中省略了数据库（因为您的问题是关于 java 的）。

简而言之，thread1 看不到来自 thread2 的变量，因此您没有任何并发问题。

每个正在执行的线程都有自己的堆栈，在该堆栈上，除其他外，还有方法内部使用的变量，因此 thread1 无法从 thread2 看到 existsAppleInCategory，反之亦然。该变量是方法的本地变量（实际上是执行块），每个线程在堆栈上都有自己的副本。

如果existsAppleInCategory 是一个实例级别的变量，那么这将是不同的，因为您拥有共享状态。在这种情况下，线程可能会看到彼此的数据（取决于写入/读取状态的时间以及volatile 关键字的使用）。

【讨论】：

【解决方案2】：

正如 M.Deinum 在其评论中所说，您的代码不会出现任何竞争条件问题，因为 existsAppleInCategory 是函数的局部变量，不是实例变量。每个线程都有自己的副本，一切都会好起来的。

这将是完全不同的

@Service
public class AppleService {

  @Autowired
  private AppleRepository appleRepository;

  private boolean _existsAppleInCategory;

  @Override
  public void productCallDetection(String appleCategory) {
    _existsAppleInCategory = existsAppleInCategory(appleCategory);
    if(existsAppleInCategory) {
        // do something
    }
    ...
  }
  ...
}

因为现在您正在更改将由所有线程共享的实例变量。

【讨论】：

【解决方案3】：

在您的示例中，您可以认为 appleRepository 具有状态，因为正如您在示例中描述的那样，它可以更改。

因此，您还必须考虑此类中的线程安全性（可能是序列化？）。显然，您的 AppleService 是线程安全的，因为它是无状态的单例。您的竞争条件问题将来自存储库，而不是单例。

一个不错的基本阅读Java Tutorial Concurrency

【讨论】：

【解决方案4】：

是的，这可能是数据库级别的竞争条件。

如果您查询数据，然后在相同的事务，常规的 SELECT 语句没有给出足够的保护。其他事务可以更新或删除与您相同的行刚刚查询。

所以使用数据库锁定方法

锁定读取（SELECT ... FOR UPDATE 和 SELECT ... LOCK IN SHARE 模式）

如果您想在代码级别 https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/sync.html 中保护使用 synchronization 的 java 中的竞争条件

PlSQL : http://www.techonthenet.com/oracle/cursors/for_update.php

【讨论】：