今天去面试了,遇到一个面试题,spring单例bean是线程安全的吗?


面试官提问:Spring单例Bean是线程安全的吗?

面试现场实录

:(推门坐下,发现面试官眼睛突然放光)
面试官 :Spring的单例Bean是线程安全的吗?
:(内心OS:这题看似基础实则坑多,容我慢慢给你扒皮)

这不仅仅是一个普通的技术题,更是一个典型的「照妖镜问题」!今天我们通过三个事故场景+真实线上案例,来谈谈如何解答这个高频面试问题。


真实血泪:从代码爆炸到系统崩溃的三个场景

案例一:计数器陷阱(深夜报警惊醒事件)

去年双十一零点,我们的优惠券系统突然涌进20万次请求。由于使用了如下的单例计数器:

java 复制代码
@Component
public class CouponCounter {
    private int count; // 危险变量!
    
    public boolean grantCoupon() {
        if(count < 10000) {
            count++;
            return true;
        }
        return false;
    }
}

当两个线程同时读到 count=9999 时,导致直接多发了两千张优惠券。财务对账时发现,多支出了二十万。这就是把单例Bean当万能保险的代价。


案例二:用户数据连环车祸(订单错乱事件)

某次排查用户投诉时,发现A用户看到的居然是B用户的订单。代码中埋下了这个隐患:

typescript 复制代码
@Component
public class OrderHolder {
    private String currentOrderNo; // 夺命全局变量
    
    public void setOrder(String no) {
        this.currentOrderNo = no;
    }
    
    public String getOrder() {
        return currentOrderNo;
    }
}

在高并发情况下,线程1刚把 currentOrderNo 设置为A,还没处理完,线程2就把它改成了B,导致线程1后续操作出现错乱。


案例三:HashMap爆仓惨案(系统瘫痪事件)

我们曾经用单例Bean做本地缓存。看似简单的代码:

typescript 复制代码
@Component
public class ProductCache {
    private Map<String, Object> cache = new HashMap<>();
    
    public void put(String k, Object v) {
        cache.put(k, v);
    }
}

当QPS达到5000时,系统频繁出现 ConcurrentModificationException,最终导致整个缓存模块崩溃。监控数据显示,这就像是一颗突然爆炸的炸弹。


核心生存指南:三种保命手段

保命手段一:原子武器库(真实救场代码)

修改案例一的正确姿势:

java 复制代码
@Component
public class SafeCouponCounter {
    private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public boolean grantCoupon() {
        while(true) {
            int current = count.get();
            if(current >= 10000) return false;
            if(count.compareAndSet(current, current + 1)) {
                return true;
            }
        }
    }
}

改用 AtomicInteger 后,TPS 直接飙升到30000+,性能提升显著。


保命手段二:线程专属集装箱(ThreadLocal妙用)

重构案例二的正确方式:

typescript 复制代码
@Component
public class OrderContext {
    private static final ThreadLocal<String> context = new ThreadLocal<>();
    
    public void setOrder(String no) {
        context.set(no);
    }
    
    public String getOrder() {
        return context.get();
    }
}

通过使用 ThreadLocal,每个线程都获得了专属的存储空间,避免了全局变量带来的问题。


保命手段三:防爆容器升级(并发容器选择)

修改案例三的正确姿势:

typescript 复制代码
@Component
public class SafeProductCache {
    private final ConcurrentHashMap<String, Object> cache = new ConcurrentHashMap<>();
    
    public void put(String k, Object v) {
        cache.put(k, v);
    }
}

使用 ConcurrentHashMap 后,系统稳定性大幅提升,缓存模块再也没有出现崩溃的情况。


面试高光时刻应答模板

下次遇到这个面试题时,可以按以下模板来应答:

1️⃣ 先抛观点 :"这就像问汽车能不能自动驾驶,要看驾驶员怎么操作。"

2️⃣ 举实例证 :"就像我经历过某次事故,单例计数器导致多发优惠券......"

3️⃣ 提解法 :"这时候就要用原子类或 ThreadLocal 来拆弹。"

4️⃣ 升维度:"这本质上是对象作用域与线程模型匹配的问题。"


技术人的觉醒时刻

有一天凌晨三点排查故障时,我突然在生产环境的报错堆栈中看到了自己写的单例Bean类名。那一刻,我才真正理解了什么是"面向生产编程"。

技术人的优雅,是写出来的代码能承受千万次请求,而不仅仅是在会议室讨论设计模式。下次再写 @Component 时,记得问自己:这个Bean会在什么战场上经历怎样的腥风血雨?


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