java ThreadLocal使用案例詳解
本文借由并發(fā)環(huán)境下使用線程不安全的SimpleDateFormat優(yōu)化案例,幫助大家理解ThreadLocal.
最近整理公司項目,發(fā)現(xiàn)不少寫的比較糟糕的地方,比如下面這個:
public class DateUtil {
private final static SimpleDateFormat sdfyhm = new SimpleDateFormat(
"yyyyMMdd");
public synchronized static Date parseymdhms(String source) {
try {
return sdfyhm.parse(source);
} catch (ParseException e) {
e.printStackTrace();
return new Date();
}
}
}
首先分析下:
該處的函數(shù)parseymdhms()使用了synchronized修飾,意味著該操作是線程不安全的,所以需要同步,線程不安全也只能是SimpleDateFormat的parse()方法,查看下源碼,在SimpleDateFormat里面有一個全局變量
protected Calendar calendar;
Date parse() {
calendar.clear();
... // 執(zhí)行一些操作, 設置 calendar 的日期什么的
calendar.getTime(); // 獲取calendar的時間
}
該clear()操作會造成線程不安全.
此外使用synchronized 關鍵字對性能有很大影響,尤其是多線程的時候,每一次調(diào)用parseymdhms方法都會進行同步判斷,并且同步本身開銷就很大,因此這是不合理的解決方案.
改進方法
線程不安全是源于多線程使用了共享變量造成,所以這里使用ThreadLocal<SimpleDateFormat>來給每個線程單獨創(chuàng)建副本變量,先給出代碼,再分析這樣的解決問題的原因.
/**
* 日期工具類(使用了ThreadLocal獲取SimpleDateFormat,其他方法可以直接拷貝common-lang)
* @author Niu Li
* @date 2016/11/19
*/
public class DateUtil {
private static Map<String,ThreadLocal<SimpleDateFormat>> sdfMap = new HashMap<String, ThreadLocal<SimpleDateFormat>>();
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DateUtil.class);
public final static String MDHMSS = "MMddHHmmssSSS";
public final static String YMDHMS = "yyyyMMddHHmmss";
public final static String YMDHMS_ = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
public final static String YMD = "yyyyMMdd";
public final static String YMD_ = "yyyy-MM-dd";
public final static String HMS = "HHmmss";
/**
* 根據(jù)map中的key得到對應線程的sdf實例
* @param pattern map中的key
* @return 該實例
*/
private static SimpleDateFormat getSdf(final String pattern){
ThreadLocal<SimpleDateFormat> sdfThread = sdfMap.get(pattern);
if (sdfThread == null){
//雙重檢驗,防止sdfMap被多次put進去值,和雙重鎖單例原因是一樣的
synchronized (DateUtil.class){
sdfThread = sdfMap.get(pattern);
if (sdfThread == null){
logger.debug("put new sdf of pattern " + pattern + " to map");
sdfThread = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>(){
@Override
protected SimpleDateFormat initialValue() {
logger.debug("thread: " + Thread.currentThread() + " init pattern: " + pattern);
return new SimpleDateFormat(pattern);
}
};
sdfMap.put(pattern,sdfThread);
}
}
}
return sdfThread.get();
}
/**
* 按照指定pattern解析日期
* @param date 要解析的date
* @param pattern 指定格式
* @return 解析后date實例
*/
public static Date parseDate(String date,String pattern){
if(date == null) {
throw new IllegalArgumentException("The date must not be null");
}
try {
return getSdf(pattern).parse(date);
} catch (ParseException e) {
e.printStackTrace();
logger.error("解析的格式不支持:"+pattern);
}
return null;
}
/**
* 按照指定pattern格式化日期
* @param date 要格式化的date
* @param pattern 指定格式
* @return 解析后格式
*/
public static String formatDate(Date date,String pattern){
if (date == null){
throw new IllegalArgumentException("The date must not be null");
}else {
return getSdf(pattern).format(date);
}
}
}
測試
在主線程中執(zhí)行一個,另外兩個在子線程執(zhí)行,使用的都是同一個pattern
public static void main(String[] args) {
DateUtil.formatDate(new Date(),MDHMSS);
new Thread(()->{
DateUtil.formatDate(new Date(),MDHMSS);
}).start();
new Thread(()->{
DateUtil.formatDate(new Date(),MDHMSS);
}).start();
}
日志分析
put new sdf of pattern MMddHHmmssSSS to map thread: Thread[main,5,main] init pattern: MMddHHmmssSSS thread: Thread[Thread-0,5,main] init pattern: MMddHHmmssSSS thread: Thread[Thread-1,5,main] init pattern: MMddHHmmssSSS
分析
可以看出來sdfMap put進去了一次,而SimpleDateFormat被new了三次,因為代碼中有三個線程.那么這是為什么呢?
對于每一個線程Thread,其內(nèi)部有一個ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals的全局變量引用,ThreadLocal.ThreadLocalMap里面有一個保存該ThreadLocal和對應value,一圖勝千言,結構圖如下:
那么對于sdfMap的話,結構圖就變更了下
1.首先第一次執(zhí)行DateUtil.formatDate(new Date(),MDHMSS);
//第一次執(zhí)行DateUtil.formatDate(new Date(),MDHMSS)分析
private static SimpleDateFormat getSdf(final String pattern){
ThreadLocal<SimpleDateFormat> sdfThread = sdfMap.get(pattern);
//得到的sdfThread為null,進入if語句
if (sdfThread == null){
synchronized (DateUtil.class){
sdfThread = sdfMap.get(pattern);
//sdfThread仍然為null,進入if語句
if (sdfThread == null){
//打印日志
logger.debug("put new sdf of pattern " + pattern + " to map");
//創(chuàng)建ThreadLocal實例,并覆蓋initialValue方法
sdfThread = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>(){
@Override
protected SimpleDateFormat initialValue() {
logger.debug("thread: " + Thread.currentThread() + " init pattern: " + pattern);
return new SimpleDateFormat(pattern);
}
};
//設置進如sdfMap
sdfMap.put(pattern,sdfThread);
}
}
}
return sdfThread.get();
}
這個時候可能有人會問,這里并沒有調(diào)用ThreadLocal的set方法,那么值是怎么設置進入的呢?
這就需要看sdfThread.get()的實現(xiàn):
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
也就是說當值不存在的時候會調(diào)用setInitialValue()方法,該方法會調(diào)用initialValue()方法,也就是我們覆蓋的方法.
對應日志打印.
put new sdf of pattern MMddHHmmssSSS to map thread: Thread[main,5,main] init pattern: MMddHHmmssSSS
2.第二次在子線程執(zhí)行DateUtil.formatDate(new Date(),MDHMSS);
//第二次在子線程執(zhí)行`DateUtil.formatDate(new Date(),MDHMSS);`
private static SimpleDateFormat getSdf(final String pattern){
ThreadLocal<SimpleDateFormat> sdfThread = sdfMap.get(pattern);
//這里得到的sdfThread不為null,跳過if塊
if (sdfThread == null){
synchronized (DateUtil.class){
sdfThread = sdfMap.get(pattern);
if (sdfThread == null){
logger.debug("put new sdf of pattern " + pattern + " to map");
sdfThread = new ThreadLocal<SimpleDateFormat>(){
@Override
protected SimpleDateFormat initialValue() {
logger.debug("thread: " + Thread.currentThread() + " init pattern: " + pattern);
return new SimpleDateFormat(pattern);
}
};
sdfMap.put(pattern,sdfThread);
}
}
}
//直接調(diào)用sdfThread.get()返回
return sdfThread.get();
}
分析sdfThread.get()
//第二次在子線程執(zhí)行`DateUtil.formatDate(new Date(),MDHMSS);`
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();//得到當前子線程
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//子線程中得到的map為null,跳過if塊
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
//直接執(zhí)行初始化,也就是調(diào)用我們覆蓋的initialValue()方法
return setInitialValue();
}
對應日志:
Thread[Thread-1,5,main] init pattern: MMddHHmmssSSS
總結
在什么場景下比較適合使用ThreadLocal？stackoverflow上有人給出了還不錯的回答。
When and how should I use a ThreadLocal variable?
One possible (and common) use is when you have some object that is not thread-safe, but you want to avoid synchronizing access to that object (I'm looking at you, SimpleDateFormat). Instead, give each thread its own instance of the object.
參考代碼:
https://github.com/nl101531/JavaWEB 下Util-Demo
參考資料:
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。
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