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          成都java程序員學習:一個bug來理解Spring單例

          • 時間:2020-12-22 11:08
          • 發布:成都達內
          • 來源:成都達內

          這是由一個真實的bug引起的,bug產生的原因就是忽略了Spring Bean的單例模式。來,先看一段簡單的代碼。

          public class TestService {

          private String callback = "https://ip.com/token={token}";

          public String getCallback() {

          Random random = new Random();

          int number = random.nextInt(100);

          System.out.println("本次隨機數為:" + number);

          callback = callback.replace("{token}", String.valueOf(number));

          return callback;

          }

          public static void main(String[] args) {

          TestService testService = new TestService();

          while (true) {

          Scanner reader = new Scanner(System.in);

          int number = reader.nextInt();

          if (number > 0) {

          String url = testService.getCallback();

          System.out.println(url);

          }

          }

          }

          }

          callback是一個帶有一個回調地址,參數 token是不確定的。

          getCallback方法每次調用,會隨機生成一個100以內的數字,然后將 callback中的{token}替換為這個隨機數字,最后的格式就像這樣的:

          https://ip.com/token=88

          然后在 main方法中接收控制臺輸入,每次輸入的數字大于0,調用 getCallback方法,然后輸出 url。

          相信各位都能輕易的看出這段程序的輸出。

          執行程序之后,不管你輸入多少次數字,最后輸出的 callback都是第一次的那個。

          成都java程序員學習:一個bug來理解Spring單例

          雖然每次生成的隨機數都變了,但是 callback沒變。

          其實就是單例

          有同學說,你過分了啊,這我能不知道為啥嗎?

          main方法只創建了一個TestService實例,在第一次調用 getCallback方法的時候,callback這個字符串就被修改成 https://ip.com/token=89了,所以,之后不管你再調用多少次,都不會執行 replace動作了,因為 callback中已經沒有 {token}這一段了。

          TestService 在整個程序執行過程中就是一個單例,所以,在 callback第一次被修改后,后面再執行

          callback.replace("{token}", String.valueOf(number));

          的動作,拿到的 callback中就已經沒有 {token}了,所以說,不會有替換的動作。

          當然,這只是用最簡單的程序說明單例中的這個問題,真正的項目中想用單例的話,還要借助于單例設計模式實現。

          回到那個 bug

          有個弟弟在做微信服務號的開發,微信服務號或者訂閱號中有個access_token的概念,這是所有請求的憑證,有效期2個小時,到期之前要進行刷新。

          他是這樣設計的,在項目啟動的時候立即調用微信接口獲取access_token,然后寫了一個定時任務每1個小時刷新一次,獲取來的access_token放到redis和數據庫中,當調用微信服務號其他接口的時候,在redis中獲取access_token并拼接到接口地址中。

          開發調試的時候一起順利,看上去非常完美。

          問題出現了

          當項目部署到測試環境測試的時候,問題出現了。項目剛發版的時候,測試都正常,但是過一段時間,就會出現錯誤,查看日志的時候,發現是微信服務號的接口返回了錯誤碼,意思就是 access_token已過期,需要重新獲取。

          弟弟第一時間懷疑是定時任務出現了問題,但是通過日志和數據庫中的更新時間,發現定時任務是完全沒有問題的,刷新 access_token的時間和定時任務是完全吻合的,說明已經及時刷新了。

          我讓他用 redis 或數據庫中的access_token去調一下服務號接口,看看是不是也有同樣的過期問題。

          結果一試,redis 中存的是沒問題的,可以正常使用。

          那徹底排除是定時任務的問題了,問題的癥結應該就出在兩個地方:

          1、在獲取 redis 中的access_token的過程;

          2、將獲取到的 access_token拼接到請求接口 URL 上發生了錯誤;

          到這里就很好判斷了,他把從 redis 拿到的access_token和最后拼接好的 URL 都輸出到日志中一看,果然,兩個是不一致的。

          從 redis 取出的確實是最新可用的 access_token ,但是拼接到接口 URL 上之后,發現是另外一個。那就確定是拿到的 access_token 是沒問題的,但是最后拼接到 URL 卻有問題。這時,弟弟仔細檢查了代碼,然后徹底蒙了。

          既然問題出在哪兒已經確定了,那就分析那段代碼就好了。

          項目整體采用的是 Spring Boot,代碼很簡單,就是在一個 Controller 中調用 Service 中的一個方法。大致 demo 是這樣的。

          @RestController

          @RequestMapping(value = "test")

          public class TestController {

          @Autowired

          private TestService testService;

          @GetMapping(value = "call")

          public Object getCallback() {

          return testService.getCallback();

          }

          }

          @Service

          public class TestService {

          private String callback = "https://ip.com/token={token}";

          public String getCallback() {

          Random random = new Random();

          int number = random.nextInt(100);

          System.out.println("本次隨機數為:" + number);

          callback = callback.replace("{token}", String.valueOf(number));

          return callback;

          }

          }

          看到這里,各位肯定已經發現問題原因了。雖然有多次請求,但因為 Spring Bean 默認是單例模式,所以實際上和前面演示的那個控制臺程序是類似的,從頭到尾都只有一個 TestService 實例,所以只有第一次能將{token}替換成真正的access_token。

          對應到實際的服務號場景中,在第一次調用這個接口時,從 redis 拿到 access_token拼接到具體的 URL中是沒問題的,但是一旦這個access_token過期(1小時后),再次請求這個接口就會出現 access_token過期的問題。

          這里違反了 Spring 單例模式的一個點,那就是 Spring 單例模式,不適合存儲有狀態的值,比如這里的 callback就是個有狀態的值,它應該隨著定時任務的進行,獲取到不同的值。

          關于 Spring 或 Spring Boot 工作流程的介紹可以閱讀文末的兩篇文章,其中包括 Bean 實例化過程。

          修改建議

          如何解決這個問題呢?

          其實很簡單,不讓callback每次調用發生變化就可以了,每次拼接 URL 的時候,先將 callback賦給一個局部變量,然后在這個變量上操作就好了。

          public String getCallback() {

          Random random = new Random();

          int number = random.nextInt(100);

          System.out.println("本次隨機數為:" + number);

          String tempCallback = callback;

          tempCallback = tempCallback.replace("{token}", String.valueOf(number));

          return tempCallback;

          }

          另外,說到 Spring 單例模式,Spring 本身還支持其他幾種模式,與單例模式對應的就是 prototype模式,這種模式是每個請求都重新生成實例。所以,如果你確定這個 Controller 和 Service 可以不用單例模式,可以加上 @Scope(value = "prototype")注解。

          @RestController

          @RequestMapping(value = "test")

          @Scope(value = "prototype")

          public class TestController {

          @Autowired

          private TestService testService;

          @GetMapping(value = "call")

          public Object getCallback() {

          return testService.getCallback();

          }

          }

          @Service

          @Scope(value = "prototype")

          public class TestService {

          private String callback = "https://ip.com/token={token}";

          public String getCallback() {

          Random random = new Random();

          int number = random.nextInt(100);

          System.out.println("本次隨機數為:" + number);

          callback = callback.replace("{token}", String.valueOf(number));

          return callback;

          }

          }

          這樣一來,每次都是新的實例,自然就不存在那個問題了。

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