1. 概述
在这个教程中，我们将学习如何在幕后使用具有singleton作用域的Spring Bean处理多个并发请求。此外，我们将理解Java如何在内存中存储Bean实例，并处理对它们的并发访问。
2. Spring Bean与Java堆内存
我们都知道，Java堆是应用程序中所有运行线程共享的全局内存。当Spring容器创建一个具有singleton作用域的Bean时，该Bean会存储在堆中。这样，所有并发线程都可以指向同一个Bean实例。
接下来，让我们了解线程栈内存的作用以及它如何帮助处理并发请求。
3. 如何处理并发请求？
以一个名为ProductService的singleton Bean为例：
@Service
public class ProductService {
private final static List<Product> productRepository = asList(
new Product(1, "Product 1", new Stock(100)),
new Product(2, "Product 2", new Stock(50))
);
public Optional<Product> getProductById(int id) {
Optional<Product> product = productRepository.stream()
.filter(p -> p.getId() == id)
.findFirst();
String productName = product.map(Product::getName)
.orElse(null);
System.out.printf("Thread: %s; bean instance: %s; product id: %s has the name: %s%n", currentThread().getName(), this, id, productName);
return product;
}
}
这个Bean有一个方法getProductById()，向调用者返回产品数据。此外，该Bean返回的数据通过/product/{id}端点暴露给客户端。
现在，让我们探讨当同时调用/product/{id}端点时，运行时会发生什么。第一个线程将调用/product/1，而第二个线程将调用/product/2。
Spring为每个请求创建不同的线程。如下面的控制台输出所示，两个线程都使用同一个ProductService实例来返回产品数据：
Thread: pool-2-thread-1; bean instance: com.baeldung.concurrentrequest.ProductService@18333b93; product id: 1 has the name: Product 1
Thread: pool-2-thread-2; bean instance: com.baeldung.concurrentrequest.ProductService@18333b93; product id: 2 has the name: Product 2
Spring能够在一个线程中使用同一个Bean实例，首先是因为对于每个线程，Java都会创建一个私有的栈内存。
栈内存负责存储方法执行期间使用的局部变量的状态。这样，Java确保并行执行的线程不会覆盖彼此的变量。
其次，因为ProductService Bean在堆级没有设置任何限制或锁，每个线程的程序计数器（Program Counter）能够指向堆内存中同一Bean实例的引用。因此，两个线程可以同时执行getProdcutById()方法。
接下来，我们将理解无状态的singleton Bean为何至关重要。
4. 无状态singleton Bean与有状态singleton Bean
为了理解无状态singleton Bean的重要性，让我们看看使用有状态singleton Bean的副作用。
假设我们将productName变量移到类级别：
@Service
public class ProductService {
private String productName = null;
// ...
public Optional getProductById(int id) {
// ...
productName = product.map(Product::getName).orElse(null);
// ...
}
}
现在，再次运行服务并查看输出：
Thread: pool-2-thread-2; bean instance: com.baeldung.concurrentrequest.ProductService@7352a12e; product id: 2 has the name: Product 2
Thread: pool-2-thread-1; bean instance: com.baeldung.concurrentrequest.ProductService@7352a12e; product id: 1 has the name: Product 2
我们可以看到，对productId 1的调用显示了productName为"Product 2"而不是"Product 1"。这是因为ProductService是有状态的，与所有运行线程共享productName变量。
为了避免此类意外的副作用，保持singleton Bean无状态至关重要。
5. 总结
在这篇文章中，我们了解了Spring中如何处理对singleton Bean的并发访问。首先，我们研究了Java如何在堆内存中存储singleton Bean。接着，我们学习了不同线程如何从堆中访问相同的singleton实例。最后，我们讨论了为什么无状态Bean很重要，并且举例说明了如果Bean不是无状态的，可能会发生什么。
如往常一样，这些示例的代码可以在GitHub上找到。