這篇文章將為大家詳細講解有關java中的ThreadLocal是什么，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

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簡單介紹

ThreadLocal一般稱為線程本地變量，它是一種特殊的線程綁定機制，將變量與線程綁定在一起，為每一個線程維護一個獨立的變量副本。通過ThreadLocal可以將對象的可見范圍限制在同一個線程內(nèi)。

跳出誤區(qū)

需要重點強調的的是，不要拿ThreadLocal和synchronized做類比，因為這種比較壓根就是無意義的！sysnchronized是一種互斥同步機制，是為了保證在多線程環(huán)境下對于共享資源的正確訪問。而ThreadLocal從本質上講，無非是提供了一個“線程級”的變量作用域，它是一種線程封閉（每個線程獨享變量）技術，更直白點講，ThreadLocal可以理解為將對象的作用范圍限制在一個線程上下文中，使得變量的作用域為“線程級”。

沒有ThreadLocal的時候，一個線程在其生命周期內(nèi)，可能穿過多個層級，多個方法，如果有個對象需要在此線程周期內(nèi)多次調用，且是跨層級的（線程內(nèi)共享），通常的做法是通過參數(shù)進行傳遞；而ThreadLocal將變量綁定在線程上，在一個線程周期內(nèi)，無論“你身處何地”，只需通過其提供的get方法就可輕松獲取到對象。極大地提高了對于“線程級變量”的訪問便利性。

來看個簡單的例子

假設我們要為每個線程關聯(lián)一個唯一的序號，在每個線程周期內(nèi)，我們需要多次訪問這個序號，這時我們就可以使用ThreadLocal了.（當然下面這個例子沒有完全體現(xiàn)出跨層級跨方法的調用，理解就可以了）

package concurrent;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
* Created by chengxiao on 2016/12/12.
*/
public class ThreadLocalDemo {
   public static void main(String []args){
       for(int i=0;i<5;i++){
           final Thread t = new Thread(){
               @Override
               public void run(){
                   System.out.println("當前線程:"+
                   Thread.currentThread().getName()+",已分配ID:"
                   +ThreadId.get());
               }
           };
           t.start();
       }
   }
   static   class ThreadId{
       //一個遞增的序列，使用AtomicInger原子變量保證線程安全
       private static final AtomicInteger nextId = new AtomicInteger(0);
       //線程本地變量，為每個線程關聯(lián)一個唯一的序號
       private static final ThreadLocal threadId =
               new ThreadLocal() {
                   @Override
                   protected Integer initialValue() {
                       return nextId.getAndIncrement();//相當于nextId++,
                       由于nextId++這種操作是個復合操作而非原子操作，
                       會有線程安全問題(可能在初始化時就獲取到相同的ID，
                       所以使用原子變量
                   }
               };

      //返回當前線程的唯一的序列，如果第一次get，會先調用initialValue，
      后面看源碼就了解了
       public static int get() {
           return threadId.get();
       }
   }
}

執(zhí)行結果,可以看到每個線程都分配到了一個唯一的ID，同時在此線程范圍內(nèi)的"任何地點"，我們都可以通過ThreadId.get()這種方式直接獲取。

當前線程:Thread-4,已分配ID:1
當前線程:Thread-0,已分配ID:0
當前線程:Thread-2,已分配ID:3
當前線程:Thread-1,已分配ID:4
當前線程:Thread-3,已分配ID:2

 set操作，為線程綁定變量

public void set(T value) {
   //1.首先獲取當前線程對象
   Thread t = Thread.currentThread();
   //2.獲取該線程對象的ThreadLocalMap
   ThreadLocalMap map = getMap(t);
   //如果map不為空，執(zhí)行set操作，以當前threadLocal對象為key，
   //實際存儲對象為value進行set操作
   if (map != null)
       map.set(this, value);
   else
   //如果map為空，則為該線程創(chuàng)建ThreadLocalMap
       createMap(t, value);
}

可以看到，ThreadLocal不過是個入口，真正的變量是綁定在線程上的。

ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
//線程對象持有ThreadLocalMap的引用
   return t.threadLocals;
}

下面給是Thread類中的定義，每個線程對象都擁有一個ThreadLocalMap對象

ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

現(xiàn)在，我們能看出ThreadLocal的設計思想了：

1.ThreadLocal僅僅是個變量訪問的入口；

2.每一個Thread對象都有一個ThreadLocalMap對象，這個ThreadLocalMap持有對象的引用；

3.ThreadLocalMap以當前的threadlocal對象為key，以真正的存儲對象為value。get時通過threadlocal實例就可以找到綁定在當前線程上的對象。

乍看上去，這種設計確實有些繞。我們完全可以在設計成Map這種形式，一個線程對應一個存儲對象。

ThreadLocal這樣設計的目的主要有兩個：

一是可以保證當前線程結束時相關對象能盡快被回收；

二是ThreadLocalMap中的元素會大大減少，我們都知道m(xù)ap過大更容易造成哈希沖突而導致性能變差。

我們再來看看get方法

public T get() {
//1.首先獲取當前線程
Thread t = Thread.currentThread();
//2.獲取線程的map對象
ThreadLocalMap map = getMap(t);
//3.如果map不為空，以threadlocal實例為key
//獲取到對應Entry，然后從Entry中取出對象即可。
if (map != null) {
    ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
    if (e != null)
        return (T)e.value;
}
//如果map為空，也就是第一次沒有調用set直接get
//（或者調用過set，又調用了remove）時，為其設定初始值
return setInitialValue();
}

setInitialValue

private T setInitialValue() {
   T value = initialValue();//獲取初始值
   Thread t = Thread.currentThread();
   ThreadLocalMap map = getMap(t);
   if (map != null)
      map.set(this, value);
   else
       createMap(t, value);
   return value;
}

initialValue方法，默認是null，訪問權限是protected，即允許重寫。

protected T initialValue() {
return null;
}

 談到這兒，我們應該已經(jīng)對ThreadLocal的設計目的及設計思想有一定的了解了。

還有一個會引起疑惑的問題，我們說ThreadLocal為每一個線程維護一個獨立的變量副本，那么是不是說各個線程之間真正的做到對于對象的“完全自治”而不對其他線程的對象產(chǎn)生影響呢？其實這已經(jīng)不屬于對于ThreadLocal的討論，而是你出于何種目的去使用ThreadLocal。如果我們?yōu)橐粋€線程關聯(lián)的對象是“完全獨享”的，也就是每個線程擁有一整套的新的 棧中的對象引用+堆中的對象，那么這種情況下是真正的徹底的“線程獨享變量”，相當于一種深度拷貝，每個線程自己玩自己的，對該對象做任何的操作也不會對別的線程有任何影響。

另一種更普遍的情況，所謂的獨享變量副本，其實也就是每個線程都擁有一個獨立的對象引用，而堆中的對象還是線程間共享的，這種情況下，自然還是會涉及到對共享資源的訪問操作，依然會有線程不安全的風險。所以說，ThreadLocal無法解決線程安全問題。

所以，需不需要完全獨享變量，進行完全隔離，就取決于你的應用場景了?？梢韵胂?，對象過大的時候，如果每個線程都有這么一份“深拷貝”，并發(fā)又比較大，對于服務器的壓力自然是很大的。像web開發(fā)中的servlet，servlet是線程不安全的，一請求一線程，多個線程共享一個servlet對象；而早期的CGI設計中，N個請求就對應N個對象，并發(fā)量大了之后性能自然就很差。

ThreadLocal使用注意

ThreadLocal的出現(xiàn)是一種空間換時間的思想的運用，是為了多線程環(huán)境下單線程內(nèi)變量共享的問題。它的原理就是每個線程通過ThreadLocal.ThreadLocalMap，保存當前線程中所有ThreadLocal變量引用的key和值。相當于每個線程有各自的變量副本，線程內(nèi)共享這個變量數(shù)據(jù)，線程間互不影響。

ThreadLocal有它自己的使用場景，比如Spring中用它了解決Session、Connection等多線程并發(fā)訪問問題，但不能它不能用來代替為了解決多線程安全問題的同步關鍵字，因為它實際上沒有多線程間的變量共享，而線程安全問題是指多線程間變量共享，且共享變量可修改，進而可能會出現(xiàn)多線程并發(fā)修改共享變量的問題，這種需要通過同步手段解決。

ThreadLocal變量一般要聲名成static類型，即當前線程中只有一個T類型變量的實例，線程內(nèi)可共享該實例數(shù)據(jù)且不會出問題，如將其聲名成非static，則一個線程內(nèi)就存儲多個T類型變量的實例，有點存儲空間的浪費，一般很少有這樣的應用場景。另外根據(jù)實際情況，ThreadLocal變量聲名時也多加上private final關鍵詞表明它時類內(nèi)私有、引用不可修改。

在線程池環(huán)境下，由于線程是一直運行且復用的，使用ThreadLocal時會出現(xiàn)這個任務看到上個任務ThreadLocal變量值以及內(nèi)存泄露等問題，解決方法就是在當前任務執(zhí)行完后將ThreadLocal變量remove或設置為初始值，類似在Struts2 框架中Filter里的處理方法。

Spark中如何使用ThreadLocal的呢？

spark使用的是InheritableThreadLocal，該類擴展了 ThreadLocal，為子線程提供從父線程那里繼承的值：在創(chuàng)建子線程時，子線程會接收所有可繼承的線程局部變量的初始值，以獲得父線程所具有的值。通常，子線程的值與父線程的值是一致的；但是，通過重寫這個類中的 childValue 方法，子線程的值可以作為父線程值的一個任意函數(shù)。

當必須將變量（如用戶 ID 和 事務 ID）中維護的每線程屬性（per-thread-attribute）自動傳送給創(chuàng)建的所有子線程時，應盡可能地采用可繼承的線程局部變量，而不是采用普通的線程局部變量。

InheritableThreadLocal，在spark中主要有三個地方用到：

1，SparkContext內(nèi)部

2，DynamicVariable內(nèi)部

動態(tài)變量是scala的特性

3，InputFileBlockHolder內(nèi)部

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