ThreadLocal簡介_動力節(jié)點Java學院整理
ThreadLocal，直譯為“線程本地”或“本地線程”，如果你真的這么認為，那就錯了！其實，它就是一個容器，用于存放線程的局部變量，我認為應(yīng)該叫做 ThreadLocalVariable（線程局部變量）才對，真不理解為什么當初 Sun 公司的工程師這樣命名。
早在 JDK 1.2 的時代，java.lang.ThreadLocal 就誕生了，它是為了解決多線程并發(fā)問題而設(shè)計的，只不過設(shè)計得有些難用，所以至
今沒有得到廣泛使用。其實它還是挺有用的，不相信的話，我們一起來看看這個例子吧。
一個序列號生成器的程序，可能同時會有多個線程并發(fā)訪問它，要保證每個線程得到的序列號都是自增的，而不能相互干擾。
先定義一個接口：
public interface Sequence {
int getNumber();
}
每次調(diào)用 getNumber() 方法可獲取一個序列號，下次再調(diào)用時，序列號會自增。
再做一個線程類：
public class ClientThread extends Thread {
private Sequence sequence;
public ClientThread(Sequence sequence) {
this.sequence = sequence;
}
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " => " + sequence.getNumber());
}
}
}
在線程中連續(xù)輸出三次線程名與其對應(yīng)的序列號。
我們先不用 ThreadLocal，來做一個實現(xiàn)類吧。
public class SequenceA implements Sequence {
private static int number = 0;
public int getNumber() {
number = number + 1;
return number;
}
public static void main(String[] args) {
Sequence sequence = new SequenceA();
ClientThread thread1 = new ClientThread(sequence);
ClientThread thread2 = new ClientThread(sequence);
ClientThread thread3 = new ClientThread(sequence);
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
}
}
序列號初始值是0，在 main() 方法中模擬了三個線程，運行后結(jié)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
由于線程啟動順序是隨機的，所以并不是0、1、2這樣的順序，這個好理解。為什么當 Thread-0 輸出了1、2、3之后，而 Thread-2 卻輸出了4、5、6呢？線程之間竟然共享了 static 變量！這就是所謂的“非線程安全”問題了。
那么如何來保證“線程安全”呢？對應(yīng)于這個案例，就是說不同的線程可擁有自己的 static 變量，如何實現(xiàn)呢？下面看看另外一個實現(xiàn)吧。
public class SequenceB implements Sequence {
private static ThreadLocal<Integer> numberContainer = new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return 0;
}
};
public int getNumber() {
numberContainer.set(numberContainer.get() + 1);
return numberContainer.get();
}
public static void main(String[] args) {
Sequence sequence = new SequenceB();
ClientThread thread1 = new ClientThread(sequence);
ClientThread thread2 = new ClientThread(sequence);
ClientThread thread3 = new ClientThread(sequence);
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
}
}
通過 ThreadLocal 封裝了一個 Integer 類型的 numberContainer 靜態(tài)成員變量，并且初始值是0。再看 getNumber() 方法，首先從 numberContainer 中 get 出當前的值，加1，隨后 set 到 numberContainer 中，最后將 numberContainer 中 get 出當前的值并返回。
是不是很惡心？但是很強大！確實稍微饒了一下，我們不妨把 ThreadLocal 看成是一個容器，這樣理解就簡單了。所以，這里故意用 Container 這個單詞作為后綴來命名 ThreadLocal 變量。
運行結(jié)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
每個線程相互獨立了，同樣是 static 變量，對于不同的線程而言，它沒有被共享，而是每個線程各一份，這樣也就保證了線程安全。 也就是說，TheadLocal 為每一個線程提供了一個獨立的副本！
搞清楚 ThreadLocal 的原理之后，有必要總結(jié)一下 ThreadLocal 的 API，其實很簡單。
1.public void set(T value)：將值放入線程局部變量中
2.public T get()：從線程局部變量中獲取值
3.public void remove()：從線程局部變量中移除值（有助于 JVM 垃圾回收）
4.protected T initialValue()：返回線程局部變量中的初始值（默認為 null）
為什么 initialValue() 方法是 protected 的呢？就是為了提醒程序員們，這個方法是要你們來實現(xiàn)的，請給這個線程局部變量一個初始值吧。
了解了原理與這些 API，其實想想 ThreadLocal 里面不就是封裝了一個 Map 嗎？自己都可以寫一個 ThreadLocal 了，嘗試一下吧。
public class MyThreadLocal<T> {
private Map<Thread, T> container = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Thread, T>());
public void set(T value) {
container.put(Thread.currentThread(), value);
}
public T get() {
Thread thread = Thread.currentThread();
T value = container.get(thread);
if (value == null && !container.containsKey(thread)) {
value = initialValue();
container.put(thread, value);
}
return value;
}
public void remove() {
container.remove(Thread.currentThread());
}
protected T initialValue() {
return null;
}
}
以上完全山寨了一個 ThreadLocal，其中中定義了一個同步 Map（為什么要這樣？請讀者自行思考），代碼應(yīng)該非常容易讀懂。
下面用這 MyThreadLocal 再來實現(xiàn)一把看看。
public class SequenceC implements Sequence {
private static MyThreadLocal<Integer> numberContainer = new MyThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return 0;
}
};
public int getNumber() {
numberContainer.set(numberContainer.get() + 1);
return numberContainer.get();
}
public static void main(String[] args) {
Sequence sequence = new SequenceC();
ClientThread thread1 = new ClientThread(sequence);
ClientThread thread2 = new ClientThread(sequence);
ClientThread thread3 = new ClientThread(sequence);
thread1.start();
thread2.start();
thread3.start();
}
}
以上代碼其實就是將 ThreadLocal 替換成了 MyThreadLocal，僅此而已，運行效果和之前的一樣，也是正確的。
其實 ThreadLocal 可以單獨成為一種設(shè)計模式，就看你怎么看了。
ThreadLocal 具體有哪些使用案例呢？通過 ThreadLocal 存放 JDBC Connection，以達到事務(wù)控制的能力。
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
相關(guān)文章
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java中如何獲取當前服務(wù)器的IP地址的相關(guān)資料,我們可以使用Java中的InetAddress類來獲取Linux服務(wù)器的IP地址,需要的朋友可以參考下2023-07-07
這篇文章主要介紹了java使用回溯法求解數(shù)獨示例,大家參考使用吧2014-01-01
這篇文章主要介紹了如何使用BufferedReader循環(huán)讀文件的操作，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教2021-07-07
本文主要介紹了在SpringBoot項目下,通過代碼和操作步驟,詳細的介紹了如何操作PDF,希望可以幫助到準備通過JAVA操作PDF的你,項目框架用的SpringBoot,但在JAVA中代碼都是通用的,需要的朋友可以參考下2025-01-01
項目中經(jīng)常會使用到導出功能,有導出Word,有導出Excel的,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于JAVA中excel導出一對多合并具體實現(xiàn)的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2023-09-09
這篇文章主要介紹了Java反射使用的詳細介紹,反射的第一步都是先得到編譯后的Class類對象，然后就可以得到Class的全部成分，本文結(jié)合實例代碼詳細講解，需要的朋友可以參考下2023-02-02
這篇文章主要介紹了mybatis plus使用redis作為二級緩存的方法，本文給大家介紹的非常詳細，具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下2019-09-09
這篇文章主要為大家詳細介紹了Java多線程中定時器Timer類的使用以及模擬實現(xiàn),文中的示例代碼講解詳細,感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起學習一下2023-10-10
Java根據(jù)表達式獲取對象中的值及設(shè)置值的例子
這篇文章主要介紹了Java根據(jù)表達式獲取對象中的值及設(shè)置值的例子,本文給大家介紹的非常詳細,對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友參考下吧2025-03-03
這篇文章主要介紹了java高級用法之:JNA中的回調(diào),為了方便和native方法進行交互，JNA中同樣提供了Callback用來進行回調(diào)，JNA中回調(diào)的本質(zhì)是一個指向native函數(shù)的指針，通過這個指針可以調(diào)用native函數(shù)中的方法，一起來看看吧2022-05-05