对于 spring+tomcat 用户每次发请求，tomcat 站在线程的角度是如何处理的 比如 bio nio apr 等情况
tomcat 配置文件中 maxThreads 的数量是相对于谁来说的？
以及 spring Controller 中的全局变量:各种bean 对于线程来说是共享的吗？

一、Tomcat 处理请求的线程模型分析

在 Spring + Tomcat 架构中，Tomcat 根据配置的 I/O 模式（BIO、NIO、APR）采用不同的线程处理策略：

1. BIO（Blocking I/O）

• 线程模型：每个请求独占一个线程，从连接建立到响应完成全程阻塞。适用于低并发场景，但线程资源消耗大。
  • Acceptor 线程接收连接，Worker 线程处理请求，线程数由 maxThreads 控制。
  • 缺点：高并发时线程数激增，性能急剧下降。

2. NIO（Non-blocking I/O）

• 线程模型：基于事件驱动，少量线程管理多个连接。核心组件包括：
  • Acceptor：接收连接并注册到 Poller。
  • Poller：通过 Selector 监听 I/O 事件，将就绪的请求交给 Worker 线程池处理。
  • Worker 线程池：实际处理业务逻辑（如 Spring Controller 方法），线程数由 maxThreads 控制。
  • 优点：适合高并发和长连接，资源利用率高。

3. APR（Apache Portable Runtime）

• 线程模型：基于本地库（如 Epoll）优化 I/O 操作，线程模型与 NIO 类似，但通过 JNI 调用操作系统底层 API 提升性能。
  • 默认最大连接数更高（如 8192），适合超高并发场景。
  • 配置要求：需安装 APR 库和 Tomcat Native 组件。

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二、maxThreads 参数的含义与配置

• 定义：maxThreads 是 Tomcat 线程池中处理请求的最大线程数，直接影响并发处理能力。

  • 默认值：200（Spring Boot 默认）。
  • 配置建议：
    • 硬件相关：1 核 2G 建议 200，4 核 8G 建议 800。
    • 业务类型：I/O 密集型（如数据库操作）可适当增加；CPU 密集型需谨慎。

• 与 maxConnections、acceptCount 的关系：

  • maxConnections：同时处理的连接数上限（NIO 默认 10000，APR 默认 8192）。
  • acceptCount：等待队列长度，当连接数超过 maxConnections 时，新请求进入队列等待，队列满则拒绝请求。
  • 比喻：maxThreads 是厨师数量，maxConnections 是餐桌数量，acceptCount 是排队区容量。

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三、Spring Controller 中的全局变量与线程安全

1. Bean 的作用域与线程安全性

• 默认作用域：Spring 的 Bean（如 Controller、Service）默认是单例（singleton），所有线程共享同一实例。
  • 无状态 Bean：若 Bean 仅包含方法调用（无成员变量），则线程安全（方法局部变量在栈中隔离）。
  • 有状态 Bean：若包含可修改的成员变量（如 private int count），多线程并发修改会导致数据竞争。

2. 线程安全问题的示例与解决方案

• 示例：

  @RestController
  public class TestController {
      private int var = 0; // 共享变量，非线程安全
      @GetMapping("/test") public String test() { return "var: " + (++var); }
  }
  

  • 多次请求会导致 var 递增混乱。

• 解决方案：

  1. 作用域改为 prototype：每次请求创建新实例，但需权衡性能（频繁创建对象）。
  2. 使用 ThreadLocal：线程私有变量存储数据。
  3. 避免共享状态：将数据存储在方法参数或数据库/缓存中。

3. 注入的 Bean 是否线程安全？

• 单例 Bean：如 Service、Dao，若自身无状态（仅依赖注入其他无状态 Bean），则线程安全。
• 有状态 Bean：需通过同步机制（如锁）或作用域调整保证安全。

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最后

1. Tomcat 线程模型选择：优先使用 NIO 或 APR 模式以支持高并发，根据业务需求调整 maxThreads 和 maxConnections。
2. maxThreads 配置：需结合硬件资源和业务类型，避免过度配置导致 CPU 调度开销。
3. Spring Bean 线程安全：默认单例 Bean 的成员变量需谨慎设计，推荐使用无状态设计 其实就是我们平时的直接@bean 配置（无状态）。