多个线程调用静态辅助方法

Question

我有一个在 Tomcat 上运行的 Web 应用程序。

需要在 Web 应用程序的多个位置进行多项计算。我可以进行这些计算静态辅助函数吗？如果服务器有足够的处理器内核，那么对该静态函数的多次调用（由对不同 servlet 的多个请求产生）可以并行运行吗？还是一个请求必须等到另一个请求完成调用？

public class Helper {
    public static void doSomething(int arg1, int arg2) {
        // do something with the args
        return val;
    }
}

如果调用并行运行： 我有另一个带有静态函数的助手类，但是这个类包含一个用于静态函数的私有静态成员。如何确保函数是线程安全的？

public class Helper {

    private static SomeObject obj;

    public static void changeMember() {
        Helper.obj.changeValue();
    }

    public static String readMember() {
        Helper.obj.readValue();
    }

}

changeValue() 和readValue() 读取/更改Helper.obj 的相同成员变量。我必须同步整个静态函数，还是只同步使用Helper.obj 的块？如果我应该使用块，我应该使用什么对象来锁定它？

Answer 1

我可以将这些计算设为静态辅助函数吗？如果服务器有足够多的处理器内核，那么对该静态函数的多次调用（由对不同 servlet 的多个请求产生）可以并行运行吗？

是的，是的。

我是否必须使整个静态函数同步

这会起作用的。

或者只是使用Helper.obj的块

这也行。

如果我应该使用块，我应该使用什么对象来锁定它？

使用static Object：

public class Helper {

    private static SomeObject obj;
    private static final Object mutex = new Object();

    public static void changeMember() {
        synchronized (mutex) {
            obj.changeValue();
        }
    }

    public static String readMember() {
        synchronized (mutex) {
            obj.readValue();
        }
    }
}

---

不过，理想情况下，您应该将帮助程序类编写为不可变的（无状态或其他），这样您就不必担心线程安全。

Answer 2

您应该在一个类中捕获计算，并为每个线程创建一个类的实例。如您所知，您现在拥有的不是线程安全的，并且要使其成为线程安全的，您必须在静态资源/访问该静态资源的方法上进行同步，这将导致阻塞。

请注意，有一些模式可以帮助您解决此问题。您可以使用策略模式（以其规范形式，必须在运行时选择策略，这可能适用也可能不适用）或变体。只需使用执行方法（以及具有该方法的接口）为每个计算创建一个类，并传递一个上下文对象来执行。上下文包含计算的所有状态。每个线程一个策略实例及其上下文，您应该不会有任何问题。

Answer 3

如果您不必共享它，您可以将其设为线程本地，那么它不必是线程安全的。

public class Helper {

private static final ThreadLocal<SomeObject> obj = new ThreadLocal<SomeObject>() {
    public SomeObject initialValue() {
        return enw SomeObject();
    }
}

public static void changeMember() {
    Helper.obj.get().changeValue();
}

public static String readMember() {
    Helper.obj.get().readValue();
}

}

Answer 4

我将在这里总结一下 cmets 中对 Matt Ball 的回答所说的话，因为它最后变得很长并且消息丢失了：消息是

在像网络/应用程序服务器这样的共享环境中，您应该非常努力地在不同步的情况下找到解决方案。使用在静态对象上同步的静态帮助器对于屏幕前有单个用户的独立应用程序可能工作得很好，在多用户/多应用程序场景中这样做很可能会以非常差的性能结束 - 这实际上意味着序列化访问在您的应用程序中，所有用户都必须等待同一个锁。您可能很长时间都没有注意到问题：如果计算速度足够快并且负载分布均匀。

但是突然之间，您的所有用户可能会在上午 9 点尝试进行计算，而您的应用程序将停止工作！我的意思是不是真的停下来，但他们都会在锁上阻塞并排成一个巨大的队列。

现在不管共享状态的必要性，既然您最初将计算命名为同步的主题：它们的结果是否需要共享？还是这些计算特定于用户/会话？在后一种情况下，根据 Peter Lawrey 的 ThreadLocal 就足够了。否则我会说为了整体性能，最好为每个需要它们的人复制计算，以免同步（取决于成本）。

会话管理也应该更好地留给容器：它已经过优化，可以有效地处理它们，如有必要，包括集群等。我怀疑一个人可以在不投入大量工作并在途中产生大量错误的情况下做出更好的解决方案.但正如马特鲍尔所说，最好单独询问。

Answer 5

在第一种情况下，您不必担心线程问题，因为变量对于每个线程都是本地的。但是，您在第二种情况下正确识别了问题，因为多个线程将读取/写入同一个对象。同步方法将起作用，同步块也是如此。

Answer 6

对于第一部分： 是的，这些调用是独立的，并且在被不同线程调用时并行运行。

最后一部分： 在并发对象、虚拟对象或类对象上使用同步块。注意级联同步块。当它们以不同的顺序获取时，它们可能会导致死锁。

Answer 7

如果您担心同步和线程安全，请不要使用静态助手。使用您的辅助方法创建一个普通类，并根据 servlet 请求创建一个实例。保持简单:-)