ThreadLocal简介_动力节点Java学院整理

2023-09-27 01:31:06 49

ThreadLocal，直译为“线程本地”或“本地线程”，如果你真的这么认为，那就错了！其实，它就是一个容器，用于存放线程的局部变量，我认为应该叫做ThreadLocalVariable（线程局部变量）才对，真不理解为什么当初 Sun 公司的工程师这样命名。
早在JDK1.2的时代，java.lang.ThreadLocal就诞生了，它是为了解决多线程并发问题而设计的，只不过设计得有些难用，所以至

今没有得到广泛使用。其实它还是挺有用的，不相信的话，我们一起来看看这个例子吧。

一个序列号生成器的程序，可能同时会有多个线程并发访问它，要保证每个线程得到的序列号都是自增的，而不能相互干扰。

先定义一个接口：

publicinterfaceSequence{

intgetNumber();
}

每次调用getNumber()方法可获取一个序列号，下次再调用时，序列号会自增。
再做一个线程类：

publicclassClientThreadextendsThread{

privateSequencesequence;

publicClientThread(Sequencesequence){
this.sequence=sequence;
}

@Override
publicvoidrun(){
for(inti=0;i<3;i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"=>"+sequence.getNumber());
}
}
}

在线程中连续输出三次线程名与其对应的序列号。
我们先不用ThreadLocal，来做一个实现类吧。

publicclassSequenceAimplementsSequence{

privatestaticintnumber=0;

publicintgetNumber(){
number=number+1;
returnnumber;
}

publicstaticvoidmain(String[]args){
Sequencesequence=newSequenceA();

ClientThreadthread1=newClientThread(sequence);
ClientThreadthread2=newClientThread(sequence);
ClientThreadthread3=newClientThread(sequence);

thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
}
}

序列号初始值是0，在main()方法中模拟了三个线程，运行后结果如下：
Thread-0=>1
Thread-0=>2
Thread-0=>3
Thread-2=>4
Thread-2=>5
Thread-2=>6
Thread-1=>7
Thread-1=>8
Thread-1=>9

由于线程启动顺序是随机的，所以并不是0、1、2这样的顺序，这个好理解。为什么当 Thread-0输出了1、2、3之后，而 Thread-2却输出了4、5、6呢？线程之间竟然共享了static变量！这就是所谓的“非线程安全”问题了。

那么如何来保证“线程安全”呢？对应于这个案例，就是说不同的线程可拥有自己的static变量，如何实现呢？下面看看另外一个实现吧。

publicclassSequenceBimplementsSequence{

privatestaticThreadLocalnumberContainer=newThreadLocal(){
@Override
protectedIntegerinitialValue(){
return0;
}
};

publicintgetNumber(){
numberContainer.set(numberContainer.get()+1);
returnnumberContainer.get();
}

publicstaticvoidmain(String[]args){
Sequencesequence=newSequenceB();

ClientThreadthread1=newClientThread(sequence);
ClientThreadthread2=newClientThread(sequence);
ClientThreadthread3=newClientThread(sequence);

thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
}
}

通过 ThreadLocal封装了一个Integer类型的 numberContainer静态成员变量，并且初始值是0。再看 getNumber()方法，首先从 numberContainer中get出当前的值，加1，随后set到 numberContainer中，最后将 numberContainer中get出当前的值并返回。

是不是很恶心？但是很强大！确实稍微饶了一下，我们不妨把 ThreadLocal看成是一个容器，这样理解就简单了。所以，这里故意用Container这个单词作为后缀来命名ThreadLocal变量。

运行结果如何呢？看看吧。

Thread-0=>1
Thread-0=>2
Thread-0=>3
Thread-2=>1
Thread-2=>2
Thread-2=>3
Thread-1=>1
Thread-1=>2
Thread-1=>3

每个线程相互独立了，同样是static变量，对于不同的线程而言，它没有被共享，而是每个线程各一份，这样也就保证了线程安全。也就是说，TheadLocal为每一个线程提供了一个独立的副本！

搞清楚ThreadLocal的原理之后，有必要总结一下ThreadLocal的API，其实很简单。
1.publicvoidset(Tvalue)：将值放入线程局部变量中
2.publicTget()：从线程局部变量中获取值
3.publicvoidremove()：从线程局部变量中移除值（有助于JVM垃圾回收）
4.protectedTinitialValue()：返回线程局部变量中的初始值（默认为null）

为什么initialValue()方法是protected的呢？就是为了提醒程序员们，这个方法是要你们来实现的，请给这个线程局部变量一个初始值吧。

了解了原理与这些API，其实想想ThreadLocal里面不就是封装了一个Map吗？自己都可以写一个ThreadLocal了，尝试一下吧。

publicclassMyThreadLocal{

privateMapcontainer=Collections.synchronizedMap(newHashMap());

publicvoidset(Tvalue){
container.put(Thread.currentThread(),value);
}

publicTget(){
Threadthread=Thread.currentThread();
Tvalue=container.get(thread);
if(value==null&&!container.containsKey(thread)){
value=initialValue();
container.put(thread,value);
}
returnvalue;
}

publicvoidremove(){
container.remove(Thread.currentThread());
}

protectedTinitialValue(){
returnnull;
}
}

以上完全山寨了一个ThreadLocal，其中中定义了一个同步Map（为什么要这样？请读者自行思考），代码应该非常容易读懂。
下面用这MyThreadLocal再来实现一把看看。

publicclassSequenceCimplementsSequence{

privatestaticMyThreadLocalnumberContainer=newMyThreadLocal(){
@Override
protectedIntegerinitialValue(){
return0;
}
};

publicintgetNumber(){
numberContainer.set(numberContainer.get()+1);
returnnumberContainer.get();
}

publicstaticvoidmain(String[]args){
Sequencesequence=newSequenceC();

ClientThreadthread1=newClientThread(sequence);
ClientThreadthread2=newClientThread(sequence);
ClientThreadthread3=newClientThread(sequence);

thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
}
}

以上代码其实就是将ThreadLocal替换成了MyThreadLocal，仅此而已，运行效果和之前的一样，也是正确的。
其实ThreadLocal可以单独成为一种设计模式，就看你怎么看了。

ThreadLocal具体有哪些使用案例呢？通过ThreadLocal存放JDBCConnection，以达到事务控制的能力。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。

ThreadLocal简介_动力节点Java学院整理

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