産品中心

今天帶着一(yī / yì ／yí)個(gè)滿滿的(de)幹貨主題和(hé / huò)大(dà)家見面——我們來(lái)聊聊在(zài)Java開發中常常會遇到(dào)的(de)面試題：“什麽叫線程安全？Servlet 是(shì)線程安全嗎？”有很多小夥伴在(zài)面試時(shí)都碰到(dào)過這(zhè)兩個(gè)問題，尤其是(shì)對剛剛踏入企業大(dà)門的(de)小夥伴，可能會對這(zhè)個(gè)問題感到(dào)有些困惑。别急，今天小米帶大(dà)家一(yī / yì ／yí)步步解析，大(dà)家隻需跟着我一(yī / yì ／yí)起走，保證面試官的(de)提問小菜一(yī / yì ／yí)碟！

線程安全：你真的(de)懂了(le／liǎo)嗎？

首先，先讓我們來(lái)聊聊“線程安全”到(dào)底是(shì)個(gè)什麽概念？

假設你正在(zài)做一(yī / yì ／yí)道(dào)數學題。你坐在(zài)書桌前，手拿一(yī / yì ／yí)支筆，心無旁骛地(dì / de)開始解答。每當你寫下一(yī / yì ／yí)個(gè)公式或者算出(chū)一(yī / yì ／yí)個(gè)結果時(shí)，桌面上(shàng)總是(shì)有一(yī / yì ／yí)塊小闆子(zǐ)上(shàng)記錄着你的(de)步驟。這(zhè)個(gè)闆子(zǐ)上(shàng)有些許數據，你每做一(yī / yì ／yí)步都會修改它，直到(dào)最終得出(chū)答案。如果旁邊有人(rén)跑過來(lái)，突然拿起你的(de)闆子(zǐ)修改你正在(zài)記錄的(de)内容，那你很有可能就(jiù)會出(chū)現錯誤了(le／liǎo)，對吧？

這(zhè)就(jiù)類似于(yú)“線程安全”的(de)問題。在(zài)多線程程序中，多個(gè)線程（可以(yǐ)理解爲(wéi / wèi)多個(gè)并發執行的(de)任務）共享同一(yī / yì ／yí)塊内存空間（例如同一(yī / yì ／yí)個(gè)對象或變量），如果多個(gè)線程同時(shí)對這(zhè)個(gè)共享資源進行修改，并且沒有适當的(de)同步控制，可能會導緻數據不(bù)一(yī / yì ／yí)緻，進而(ér)産生難以(yǐ)預料的(de)錯誤。簡單來(lái)說(shuō)，“線程安全”指的(de)就(jiù)是(shì)：當多個(gè)線程同時(shí)訪問同一(yī / yì ／yí)個(gè)共享資源時(shí)，不(bù)會出(chū)現數據錯亂，程序也(yě)不(bù)會因此崩潰或産生邏輯錯誤。

線程不(bù)安全的(de)經典例子(zǐ)

我們通過一(yī / yì ／yí)個(gè)簡單的(de)例子(zǐ)來(lái)感受一(yī / yì ／yí)下什麽是(shì)線程不(bù)安全。假設有這(zhè)樣一(yī / yì ／yí)個(gè)需求：模拟一(yī / yì ／yí)個(gè)計數器，用于(yú)統計用戶訪問網站的(de)次數。如果我們直接寫一(yī / yì ／yí)個(gè)簡單的(de)計數器類，代碼可能是(shì)這(zhè)樣的(de)：

乍一(yī / yì ／yí)看，這(zhè)個(gè)Counter類是(shì)完美的(de)，可以(yǐ)直接用來(lái)統計訪問次數。但實際上(shàng)，在(zài)多線程的(de)情況下，如果有多個(gè)線程同時(shí)訪問increment()方法，程序就(jiù)可能會出(chū)現線程安全問題。

假設有兩個(gè)線程同時(shí)執行increment()，它們都會從count中讀取值（假設是(shì)0），然後将值加1，最後寫回count。如果這(zhè)兩個(gè)線程的(de)執行順序是(shì)這(zhè)樣：

線程1讀取count爲(wéi / wèi)0

線程2讀取count爲(wéi / wèi)0

線程1将count加1并寫回，變成1

線程2也(yě)将count加1并寫回，結果是(shì)1

看吧，原本應該是(shì)2的(de)count，現在(zài)卻是(shì)1！這(zhè)就(jiù)是(shì)典型的(de)線程不(bù)安全問題。

解決線程安全問題的(de)辦法

在(zài)多線程環境中，爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)避免這(zhè)種情況發生，我們通常需要(yào / yāo)通過某些方式來(lái)确保線程對共享資源的(de)訪問是(shì)互斥的(de)，即同一(yī / yì ／yí)時(shí)刻隻有一(yī / yì ／yí)個(gè)線程能夠對共享資源進行操作，其他(tā)線程要(yào / yāo)麽等待，要(yào / yāo)麽避免直接修改。我們可以(yǐ)通過“鎖”來(lái)實現。

1. 使用synchronized關鍵字

最常見的(de)解決線程安全問題的(de)方法就(jiù)是(shì)通過synchronized關鍵字來(lái)實現。它的(de)作用是(shì)保證同一(yī / yì ／yí)時(shí)刻隻有一(yī / yì ／yí)個(gè)線程能訪問被修飾的(de)方法或代碼塊，從而(ér)保證線程安全。看一(yī / yì ／yí)下修改後的(de)代碼：

在(zài)這(zhè)個(gè)版本中，我們給increment()方法加了(le／liǎo)synchronized關鍵字，确保了(le／liǎo)每次隻有一(yī / yì ／yí)個(gè)線程能進入該方法。當一(yī / yì ／yí)個(gè)線程執行increment()時(shí)，其他(tā)線程需要(yào / yāo)等待該線程執行完畢，才能進入該方法，從而(ér)避免了(le／liǎo)線程安全問題。

2. 使用ReentrantLock

除了(le／liǎo)synchronized，Java還提供了(le／liǎo)更靈活的(de)ReentrantLock類，能夠對線程同步進行更細粒度的(de)控制。比如說(shuō)，ReentrantLock允許在(zài)代碼塊中執行更複雜的(de)邏輯，并且可以(yǐ)嘗試在(zài)一(yī / yì ／yí)定時(shí)間内獲取鎖。來(lái)看一(yī / yì ／yí)下這(zhè)個(gè)實現：

在(zài)這(zhè)個(gè)版本中，lock.lock()和(hé / huò)lock.unlock()分别負責加鎖和(hé / huò)釋放鎖。通過這(zhè)種方式，我們可以(yǐ)靈活地(dì / de)控制鎖的(de)獲取和(hé / huò)釋放，同時(shí)确保線程安全。

Servlet 是(shì)否線程安全？

說(shuō)到(dào)這(zhè)裏，相信大(dà)家已經對線程安全有了(le／liǎo)初步的(de)理解。接下來(lái)，我們進入本篇文章的(de)重點：Servlet 是(shì)線程安全嗎？

我們先來(lái)快速複習一(yī / yì ／yí)下Servlet的(de)工作原理。Servlet是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)服務器端程序，用于(yú)響應客戶端的(de)請求。常見的(de)Servlet技術包括Java EE中的(de)HttpServlet類，它通常用于(yú)處理HTTP請求。Servlet的(de)生命周期由容器（比如Tomcat）管理，容器會爲(wéi / wèi)每個(gè)HTTP請求創建一(yī / yì ／yí)個(gè)線程，并在(zài)該線程中調用Servlet的(de)service()方法。

1. Servlet實例化過程

通常，容器會在(zài)啓動時(shí)實例化Servlet，并且會将這(zhè)個(gè)實例用于(yú)後續的(de)請求。也(yě)就(jiù)是(shì)說(shuō)，多個(gè)請求共享同一(yī / yì ／yí)個(gè)Servlet實例。這(zhè)時(shí)，如果Servlet内部存在(zài)共享資源（比如成員變量），就(jiù)可能會導緻線程安全問題。

例如，下面的(de)Servlet代碼就(jiù)不(bù)是(shì)線程安全的(de)：

雖然這(zhè)段代碼看起來(lái)沒什麽問題，但在(zài)多線程環境下，多個(gè)請求可能會同時(shí)訪問doGet()方法。由于(yú)count是(shì)實例變量，它在(zài)多個(gè)請求之(zhī)間是(shì)共享的(de)，因此可能會發生線程安全問題。

2. Servlet如何确保線程安全？

爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)确保線程安全，我們可以(yǐ)采取以(yǐ)下幾種措施：

局部變量： 将共享的(de)count變量改爲(wéi / wèi)局部變量。由于(yú)局部變量在(zài)每個(gè)線程中都是(shì)獨立的(de)，所以(yǐ)不(bù)會有線程安全問題。

使用同步： 可以(yǐ)使用synchronized關鍵字來(lái)确保count的(de)更新是(shì)線程安全的(de)。例如：

使用AtomicInteger： 如果隻是(shì)對數字類型的(de)變量進行線程安全的(de)更新，可以(yǐ)考慮使用java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger類，它可以(yǐ)保證原子(zǐ)性地(dì / de)進行加法、減法等操作，避免了(le／liǎo)同步帶來(lái)的(de)性能損耗。

總結

今天我們從面試常見問題入手，講解了(le／liǎo)“什麽叫線程安全？”以(yǐ)及“Servlet 是(shì)否線程安全？”這(zhè)兩個(gè)問題。希望通過這(zhè)篇文章，大(dà)家能對線程安全的(de)概念有更深入的(de)理解，也(yě)能更好地(dì / de)應對工作中的(de)實際問題。

線程安全不(bù)僅是(shì)Java程序設計的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)基礎知識，更是(shì)提高程序穩定性和(hé / huò)性能的(de)關鍵所在(zài)。在(zài)日常開發中，我們要(yào / yāo)時(shí)刻注意線程安全問題，尤其是(shì)在(zài)高并發場景下，更要(yào / yāo)小心謹慎。希望大(dà)家在(zài)面試中能夠遊刃有餘，成爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)名能打硬仗的(de)Java開發工程師！

如果你對這(zhè)些知識點有疑問，或者有任何補充，歡迎在(zài)評論區留言，我們一(yī / yì ／yí)起讨論。下次見！