ThreadLocal

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概述

一、對(duì)ThreadLocal的理解

1.1 ThreadLocal在JDK中的定義

1.2 應(yīng)用場景

二、深入分析ThreaLocal類

2.1 get()

2.2 setIntialValue()

2.3 ThreadLocal類是如何為每個(gè)線程創(chuàng)建變量副本

三、ThreadLocal的應(yīng)用場景

3.1 數(shù)據(jù)庫連接問題

3.2 Session管理

3.3 Thread-per-Request(一個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)一個(gè)服務(wù)器線程)

四、ThreadLocal的一般使用步驟

概述

本文借鑒了Java 并發(fā)編程這篇博主專欄的文章，他的專欄寫的很好，推薦！

ThreadLocal 又名 線程局部變量 ，是 Java 中一種較為特殊的線程綁定機(jī)制，可以為每一個(gè)使用該變量的線程都提供一個(gè)變量值的副本，并且每一個(gè)線程都可以獨(dú)立地改變自己的副本，而不會(huì)與其它線程的副本發(fā)生沖突。

一般而言，通過 ThreadLocal 存取的數(shù)據(jù)總是與當(dāng)前線程相關(guān)，也就是說，JVM 為每個(gè)運(yùn)行的線程綁定了私有的本地實(shí)例存取空間，從而為多線程環(huán)境常出現(xiàn)的并發(fā)訪問問題提供了一種 隔離機(jī)制 。

如果某個(gè)變量要被某個(gè)線程獨(dú)享，那么我們就可以通過ThreadLocal來實(shí)現(xiàn)本地存儲(chǔ)功能；

一、對(duì)ThreadLocal的理解

1.1 ThreadLocal在JDK中的定義

每個(gè)線程都有關(guān)于該 ThreadLocal變量 的私有值 ，并且對(duì)其他線程是不可見的；

ThreadLocal 可以給定一個(gè)獨(dú)立于變量的初始值，這樣每個(gè)線程就會(huì)獲得這個(gè)初始化值的一個(gè)拷貝，并且每個(gè)線程對(duì)這個(gè)值的修改對(duì)其他線程是不可見的；

ThreadLocal的一個(gè)重要作用是就是將類的狀態(tài)與線程關(guān)聯(lián)起來，解決方案就是在這個(gè)類中定義一個(gè) private static ThreadLocal 實(shí)例；

1.2 應(yīng)用場景

類 ThreadLocal 主要解決的就是為每個(gè)線程綁定自己的值，以方便其處理自己的狀態(tài)；

形象地講，可以將 ThreadLocal變量 比喻成全局存放數(shù)據(jù)的盒子，盒子中可以存儲(chǔ)每個(gè)線程的私有數(shù)據(jù)。例如，以下類用于生成對(duì)每個(gè)線程唯一的局部標(biāo)識(shí)符。線程 ID 是在第一次調(diào)用 uniqueNum.get() 時(shí)分配的，在后續(xù)調(diào)用中不會(huì)更改；

二、深入分析ThreaLocal類

ThreadLocal中，一共提供了四個(gè)方法：

public T get() { }

public void set(T value){ }

public void remove(){ }

protected T initialValue{ }

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get() 獲取ThreadLocal變量在當(dāng)前線程中保存的值；

set() 設(shè)置ThreadLocal在當(dāng)前線程的值；

remove() 用來移除當(dāng)前線程中相關(guān)ThreadLocal變量；

initialValue() 是一個(gè)protected方法，一般需要重寫；

2.1 get()

源碼如下：

public T get(){

Thread t = Thread.currentThread();//獲取當(dāng)前線程對(duì)象

ThreadLocalMap map = getMap(t);

if(map!=null){

//從當(dāng)前線程的ThreadLocalMap獲取該thread-local variable對(duì)應(yīng)的entry

ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);

if(e!=null)

return (T)e.value;//取得目標(biāo)值

}

return setInitialValue();

}

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2.2 setIntialValue()

private T setIntialValue(){

T value = initialValue(); //默認(rèn)實(shí)現(xiàn)返回null

Thread t = Thread.currentThread();//獲得當(dāng)前線程；

ThreadLocalMap map = getMap(t);//得到當(dāng)前線程ThreadLocalMap類型域threadLocals

if(map!=null)

map.set(this,value);//該 map 的鍵是當(dāng)前 ThreadLocal 對(duì)象

else?

createMap(t,value);

return value;

}

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initialValue()

? ? protected T initialValue() {

? ? ? ? return null;? ? ? ? ? ? // 默認(rèn)實(shí)現(xiàn)返回 null

? ? }

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createMap()

? ? void createMap(Thread t, T firstValue) {

? ? ? ? t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); // this 指代當(dāng)前 ThreadLocal 變量，為 map 的鍵??

? ? }

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2.3 ThreadLocal類是如何為每個(gè)線程創(chuàng)建變量副本

每個(gè)線程內(nèi)部有一個(gè) ThreadLocal.ThreadLocalMap 類型的成員變量 threadLocals，這個(gè) threadLocals 存儲(chǔ)了與該線程相關(guān)的所有 ThreadLocal 變量及其對(duì)應(yīng)的值（”ThreadLocal 變量及其對(duì)應(yīng)的值” 就是該Map中的一個(gè) Entry）。 Key 是 ThreadLocal 變量， Value 是該 ThreadLocal 變量對(duì)應(yīng)的值；

初始時(shí)，Thread里面的threadlocals為空，當(dāng)ThreadLocal變量調(diào)用**get()方法或者set()**就會(huì)對(duì)Thread類中的threadlocals進(jìn)行初始化，并且以當(dāng)前ThreadLocal變量為鍵值，以ThreadLocal要保存的值為value，存到 threadLocals；

然后在當(dāng)前線程里面，如果要使用ThreadLocal對(duì)象，就可以通過get方法獲得該線程的threadLocals，然后以該ThreadLocal對(duì)象為鍵取得其對(duì)應(yīng)的 Value，也就是ThreadLocal對(duì)象中所存儲(chǔ)的值；

三、ThreadLocal的應(yīng)用場景

Java 中，類 ThreadLocal 解決的是變量在不同線程間的隔離性。最常見的 ThreadLocal 使用場景有 數(shù)據(jù)庫連接問題、Session管理等。

3.1 數(shù)據(jù)庫連接問題

private static ThreadLocal connectionHolder = new ThreadLocal() {

? ? public Connection initialValue() {

? ? ? ? return DriverManager.getConnection(DB_URL);

? ? }

};

public static Connection getConnection() {

? ? return connectionHolder.get();

}

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3.2 Session管理

private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal();

public static Session getSession() throws InfrastructureException {

? ? Session s = (Session) threadSession.get();

? ? try {

? ? ? ? if (s == null) {

? ? ? ? ? ? s = getSessionFactory().openSession();

? ? ? ? ? ? threadSession.set(s);

? ? ? ? }

? ? } catch (HibernateException ex) {

? ? ? ? throw new InfrastructureException(ex);

? ? }

? ? return s;

}

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3.3 Thread-per-Request(一個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)一個(gè)服務(wù)器線程)

在經(jīng)典Web交互模型中，請(qǐng)求的處理基本上采用的都是“一個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)一個(gè)服務(wù)器線程”的處理方式，因此就可以將請(qǐng)求設(shè)置成類似ThreadLocal的形式，這樣，當(dāng)某個(gè)服務(wù)器線程來處理請(qǐng)求時(shí)，就可以獨(dú)享該請(qǐng)求的處理；

四、ThreadLocal的一般使用步驟

ThreadLocal使用步驟一般分為三步：

創(chuàng)建一個(gè)ThreadLocal對(duì)象threadXxx,用來保存線程間需要隔離處理的對(duì)象xxx;

提供一個(gè)獲取要隔離訪問的數(shù)據(jù)的方法 getXxx()，在方法中判斷，若 ThreadLocal對(duì)象為null時(shí)候，應(yīng)該 new() 一個(gè)隔離訪問類型的對(duì)象;

在線程類的run()方法中，通過getXxx()方法獲取要操作的數(shù)據(jù)，這樣可以保證每個(gè)線程對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，在任何時(shí)刻都操作的是這個(gè)對(duì)象，不會(huì)交叉。

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