Java 計數器教學（一）：修正版——解決併發安全問題

本系列從零構建網頁訪問計數器，逐步揭示併發安全、持久化、架構分層等核心課題。首篇展示修正版，使用 synchronized 鎖解決 application 域物件的多線程競態條件。

問題背景

計數器邏輯：從 application 取出計數、+1、存回。多用戶並發訪問時，若無同步，會出現「讀取到相同舊值 → 各自+1 → 寫回」導致計數遺漏。

修正版完整代碼

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" pageEncoding="UTF-8"%>
<!DOCTYPE html>
<html><head><meta charset="UTF-8"><title>計數器修正版</title></head><body>
<%! 
    // 類級別鎖，全 Web 應用共享
    private static final Object lock = new Object(); 
%>
Hello World!
<% 
    Integer count = 0;
    synchronized (lock) {  // 關鍵：同步塊保護「讀-改-寫」原子性
        // 從 application 域取得計數器
        count = (Integer) application.getAttribute("INDEX_COUNTER");
        // 首次訪問初始化
        if (count == null) {
            count = 0;
            application.setAttribute("INDEX_COUNTER", count);
        }
        count++;
        application.setAttribute("INDEX_COUNTER", count);
    }
%>
當前總訪問次數：<%= count %>
</body></html>

關鍵點解析

1. 為何用 Integer 而非 int：application.getAttribute 返回 Object，首次訪問返回 null，若強轉 int 會拋 NullPointerException；用 Integer 可判空再自動拆箱。
2. 鎖物件宣告在 jspInit 隱含物件（<%! %>）：確保整個 Web 應用只有一把鎖，所有請求線程競爭同一把鎖。
3. 同步粒度：僅鎖住「讀取 → 判空初始化 → +1 → 寫回」關鍵路徑，避免過度鎖定影響併發效能。
4. 模擬併發驗證：在 count = ... 後加 Thread.sleep(10000)，雙瀏覽器同時刷新，無鎖版計數只增 1，有鎖版正確增 2。

遺留問題

• 重啟歸零：application 隨 ServletContext 銷毀而消失，Tomcat 重啟計數歸零。
• 單點故障：集群環境下各節點各自計數，無法匯總。

下一篇將創建標準 Dynamic Web Project，並改用檔案持久化解決重啟歸零問題。