如何证明Servlet是单例的?

2023-05-25 15:37 由剽悍一小兔发表于 #后端开发

Servlet是web体系里面最重要的部分，下面罗列几道常见的面试题，小伙伴们一定要好好记住哈。

1.Servlet是单例的吗，如何证明?

Servlet一般都是单例的，并且是多线程的。如何证明Servlet是单例模式呢？很简单，重写Servlet的init方法，或者添加一个构造方法。然后，在web.xml中配置。如：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee" xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd" id="WebApp_ID" version="3.1">
  

  <servlet>
    <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
    <servlet-class>web.MyServlet</servlet-class>
  </servlet>
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>MyServlet</servlet-name>
    <url-pattern>/hello</url-pattern>
  </servlet-mapping>

</web-app>

然后是MyServlet

public class MyServlet extends HttpServlet{
 
 public MyServlet(){
  System.out.println("MyServlet构造函数调用了");
 }

 @Override
 public void init() throws ServletException {
  System.out.println("MyServlet初始化");
 }
 
 

}

启动Tomcat，不管你访问多少次这个Servlet，init方法和构造器都只会执行1次。

2.如何让Servlet变成多例

方法1.实现 SingleThreadModel 接口（不推荐，官方已经将这个接口废弃）

public class MyServlet extends HttpServlet implements SingleThreadModel{
 
 public MyServlet(){
  System.out.println("MyServlet构造函数调用了");
 }

 @Override
 public void init() throws ServletException {
  System.out.println("MyServlet初始化");
 }

}

SingleThreadModel的意思是“单线程模式”，如果servlet实现了该接口，会确保不会有两个线程同时执行servlet的service方法。

servlet容器通过同步化访问servlet的单实例来保证，也可以通过维持servlet的实例池，对于新的请求会分配给一个空闲的servlet。源码中，最多会生成20个实例。

方法2. 在web.xml中多配置一个Servlet

哪怕是同一个Servlet，你在web.xml中配置几个，就会有几个实例。

3.你能证明Servlet线程不安全吗？

Servlet默认是线程不安全的！

Servlet体系结构是建立在Java多线程机制之上的，它的生命周期是由Web容器负责的。

当客户端第一次请求某个Servlet时，Servlet容器将会根据web.xml配置文件实例化这个Servlet类。

当有新的客户端请求该Servlet时，一般不会再实例化该Servlet类，也就是有多个线程在使用这个实例。

Servlet容器会自动使用线程池等技术来支持系统的运行。

当两个或多个线程同时访问同一个Servlet时，可能会发生多个线程同时访问同一资源的情况，数据可能会变得不一致。

所以在用Servlet构建的Web应用时如果不注意线程安全的问题，会使所写的Servlet程序有难以发现的错误。

下面举一个例子来说明，为什么Servlet是线程不安全的。

public class MyServlet extends HttpServlet{
 
 String message;

 @Override
 protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
  message = req.getParameter("message");
  PrintWriter out = resp.getWriter();
  //故意延时5秒钟，使得下一次请求过来的时候，message的值还没有返回就被覆盖了
  try {
   Thread.sleep(5000);
  } catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
  out.write(message);
  out.flush();
  out.close();
  
 }


}

打开两个浏览器，分别访问：

http://localhost:8080/web/hello?message=jack

http://localhost:8080/web/hello?message=rose

因为有5秒的延时，所以可能就会出现第一个Servlet还没返回呢，第二个Servlet就进来了。于是，把message的值给冲掉了。如下图

石锤了，Servlet是线程不安全的。

4.你怎么设计一个线程安全的Servlet？

1.最直接的办法，就是用上面的SingleThreadModel接口

既然单例会有共享实例变量导致线程不安全的问题，那就改成多例的呗。

但是，这个接口都已经被官方废弃了，这就说明官方也不推荐这么做。原因很简单，那就是这样一来会有很多个实例，性能的代价太大了。

用同步锁

这也是非常容易想到的办法，把当前对象锁起来，不返回不给其他用户插入（怎么有点怪怪的？）

@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
 
 synchronized(this){
  message = req.getParameter("message");
  PrintWriter out = resp.getWriter();
  //故意延时5秒钟，使得下一次请求过来的时候，message的值还没有释放
  try {
   Thread.sleep(5000);
  } catch (InterruptedException e) {
   e.printStackTrace();
  }
  out.write(message);
  out.flush();
  out.close();
 
 }
 
}

这样的代价就是等待时间更长了，参考火车上的的卫生间，这就是同步锁。

尽量别用实例变量，用局部变量代替