Spring中单例和多例的深入理解

Spring单例和多例的理解

1、什么是单例和多例

单例：所有请求用同一个对象来处理。通过单例模式，可以保证系统中一个类只有一个实例。

多例：每个请求用一个新的对象来处理。

2、Spring中的单例与多例

spring ioc容器的bean都是默认单例的，即spring依赖注入Bean实例默认是单例的。

spring提供了5中scope，分别是singleton，prototype，request，session，global session，常用是前两种。点此查看官网介绍。

单例bean与多例（原型）bean的区别：

如果一个bean被声明为单例的时候，在处理多次请求的时候，在spring容器里只实例化出一个bean，后续的请求都公用这个对象，这个对象会保存在一个map里面。

当有请求来的时候，会先从缓存（map）里查看有没有，有的话直接使用这个对象，没有的话才实例化一个新的对象，所以这是个单例的。

但是对于原型（prototype）bean来说，当每次请求来的时候，会直接实例化新的bean，没有缓存以及缓存查询的过程。

3、单例的优势与劣势

优势：

由于不会创建新的对象，所以有以下几个性能上的优势：

• 减少新生成实例的消耗。新生成实例包括两个方面，第一，spring会通过反射或者cglib来生成bean实例，这都是耗性能的操作。第二，给对象分配内存也会涉及负责算法。
• 减少jvm垃圾回收。由于不会给每个请求都生成bean实例，所以回收的对象就少了。
• 可以快速获取到bean。因为单例获取bean操作，除了第一次生成之外，其余都是从缓存里获取的，所以很快。

劣势：

一个很大的劣势是它不能做到线程安全。由于所有请求都共享一个bean实例，那么如果这个bean是一个有状态的bean的话，在并发场景下就有可能出现问题。

4、spring单例模式与线程安全：

当多用户同时请求一个服务时，容器会给每一个请求分配一个线程，这时多个线程会并发执行该请求所对应的业务逻辑（成员方法），此时就要注意了，如果该处理逻辑中有对该单例状态的修改（体现为该单例的成员属性），则必须考虑线程同步问题（此时该状态就是一个临界资源（共享数据），如果多个线程同时操作（修改）这个临界资源就会诱发线程安全问题）。

线程安全：如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行的结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。或者说：一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作，或者多线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性，就是线程安全的。

线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。

若每个线程中对全局变量，静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则就可能影响线程安全。

• 常量始终是线程安全的，因为只存在读操作；
• 每次调用方法前都新建一个实例是线程安全的，因为不会访问共享的资源；
• 局部变量是线程安全的。因为每执行一个方法，都会在独立的空间创建局部变量，它不是共享资源。局部变量包括方法的参数变量和方法内的变量。

在关于spring单例与线程安全的很多文章中，会提到一个概念，即有状态bean和无状态bean。

无状态bean：无状态，就是一次操作，不能保存数据。无状态bean，就是没有实例变量的对象，不能保存数据，是不变类，在线程安全的。

有状态bean：有状态，就是有数据存储功能。有状态bean，就是有实例变量的对象，可以保存数据，是非线程安全的。

如何解决线程安全问题？

（1）使用线程同步机制：通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序缜密地分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂问题，程序设计和编写难度相对较大。

（2）使用ThreadLocal：为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。

概括起来就是：对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。

5、单例如何变多例

Scope声明为prototype，即

@Scope(value = ConfigurableBeanFactory.SCOPE_PROTOTYPE)

SpringMVC单例和多例的优缺点

默认是单例模式可设置为多例模式，两种模式的优缺点：

1、单例模式（单例多线程的）

• 优点：共享一个实例，内存占用少，GC开销小
• 缺点：共享资源存在线程安全问题

2、多例模式（单线程的）

• 优点：不存在线程安全问题（静态共享资源除外）
• 缺点：多个实例，内存占用多，GC开销大

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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