Java線程變量ThreadLocal詳細解讀
Java線程變量ThreadLocal
多線程訪問同一個變量的時候，很容易出現(xiàn)問題，特別是多線程對一個共享變量進行寫入的時候。為了線程的安全在進行數(shù)據(jù)寫入時候會進行數(shù)據(jù)的同步。
如上圖： 如果要想實現(xiàn)多個線程操作同一個數(shù)據(jù)而不被其他線程所影響，就必須加鎖操作，加鎖又增加了使用的復雜度。
ThredLocal的用處就是當多個線程操作同一個變量的時候可以在創(chuàng)建一個ThredLocal，把共享變量復制到線程的本地threadLocals（threadLocals是Thread的成員變量） 中，這樣各個線程進行操作的時候只能操作自己本地數(shù)據(jù)，這樣就不會存儲在線程不安全的問題了。
下面舉個例子：
public class ThreadLocalTest {
// 創(chuàng)建一個ThreadLocal
static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>();
static Integer num = 5;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
new Thread(()->{
// 線程1 把num 同步到threadLocal中
threadLocal.set(num);
// 線程1 獲取threadLocal中的數(shù)據(jù)
System.out.println("線程1: " + threadLocal.get());
}).start();
new Thread(()->{
// 線程2 獲取threadLocal中的數(shù)據(jù)
System.out.println("線程2: "+ threadLocal.get());
}).start();
System.out.println("主線程: " + threadLocal.get());
}
}結果：由上面的返回可以知道，當在線程1設置了設置了數(shù)據(jù)時在線程2是訪問不到的**，主線程**也訪問不到。
ThreadLocal的實現(xiàn)原理
由下圖可知 Thread類中有一個成員變量 ThreadLocal.ThreadLocalMap **threadLocals **= **null ** 是ThreadLocalMap類型的，本地變量都是存儲在ThreadLocalMap中的，ThreadLocal只是一個外殼。ThreadLocalMap是ThreadLocal中的內部類，是一個定制化的Map形式，那就代表一個線程可以有多個ThreadLocal本地變量。key就是ThreadLocal本身，value就是存儲的本地變量。
1.set()
public void set(T value) {
// 獲取當前線程
Thread t = Thread.currentThread();
// 獲取線程的成員變量threadLocals
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
// ThreadLoacl 對象為key 同步的變量為value
map.set(this, value);
else
// 如果是第一次 則創(chuàng)建ThreadLocalMap 并且賦值
createMap(t, value);
}
// 獲取線程的成員變量threadLocals
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.threadLocals;
}
// 第一次創(chuàng)建ThreadLocalMap(this, firstValue)
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}2.get()
public T get() {
// 獲取當前線程
Thread t = Thread.currentThread();
// 獲取線程的成員變量threadLocals
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
// 獲取hashMap的值
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
// 如果為null
return setInitialValue();
}
private T setInitialValue() {
// 初始化值為null
T value = initialValue();
// 獲取當前線程
Thread t = Thread.currentThread();
// 獲取當前線程的threadLocals 成員變量
ThreadLocalMap map = getMap(t);
// 如果數(shù)據(jù)為null則會存儲把這個ThreadLocal的對象在這個線程的值存儲為null
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
return value;
}
//初始化值
protected T initialValue() {
return null;
}3. remove（）
public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}ThreadLocal不具備繼承性
從上面的set接口 和 get接口就不難看出我們現(xiàn)在存儲、獲取、刪除數(shù)據(jù)都是在當前線程threadLocals成員變量中存儲的。所以父線程和存儲的數(shù)據(jù)在子線程中獲取不了，在子線程中存儲的數(shù)據(jù)在父線程中存儲不了。
例：
public class ThreadLocalTest {
static ThreadLocal<Integer> stringThreadLocal = new ThreadLocal<>();
static Integer num = 5;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
new Thread(()->{
stringThreadLocal.set(num);
System.out.println("線程1: " + stringThreadLocal.get());
new Thread(()->{
System.out.println("線程1的子線程: " + stringThreadLocal.get());
}).start();
}).start();
}
}結果：
InheritableThreadLocal類
為了解決上述問題，為了讓子類能夠訪問父類的數(shù)據(jù)，則InheritableThreadLocal應用而生。
首先InheritableThreadLocal類繼承了ThreadLocal類 并重寫了ThreadLocla的三個方法
public class InheritableThreadLocal<T> extends ThreadLocal<T> {
// 只返回父類線程的值
protected T childValue(T parentValue) {
return parentValue;
}
// 獲取線程inheritableThreadLocals值
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return t.inheritableThreadLocals;
}
// 創(chuàng)建當前線程的inheritableThreadLocals
void createMap(Thread t, T firstValue) {
t.inheritableThreadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue);
}
}再看下Thread創(chuàng)建的init方法
private void init(ThreadGroup g, Runnable target, String name,
long stackSize, AccessControlContext acc,
boolean inheritThreadLocals) {
......
// 獲取父類線程
Thread parent = currentThread();
........
// 如果 在創(chuàng)建子類線程的時候如果返現(xiàn)父類線程的數(shù)據(jù)不為null 則把父類線程的數(shù)據(jù)存儲到子類線程的
//inheritableThreadLocals成員變量中去
if (inheritThreadLocals && parent.inheritableThreadLocals != null)
this.inheritableThreadLocals =
ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals);
}這樣父類線程的inheritThreadLocals數(shù)據(jù)就存儲到了子類變量中去了。 值得注意的事，雖然能用父類的放進去的值，但是不影響父類的操作，也就是子類和父類的值是隔離開的。
package com.example.spring;
public class ThreadLocalTest {
static ThreadLocal<Integer> stringThreadLocal = new ThreadLocal<>();
static InheritableThreadLocal<Integer> integerInheritableThreadLocal = new InheritableThreadLocal();
static Integer num = 5;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
new Thread(()->{
integerInheritableThreadLocal.set(num);
System.out.println("線程1: " + integerInheritableThreadLocal.get());
new Thread(()->{
integerInheritableThreadLocal.set(4);
System.out.println("線程1的子線程: " + integerInheritableThreadLocal.get());
}).start();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("線程1的最終結果：" + integerInheritableThreadLocal.get());
}).start();
}
}
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