ThreadLocal 翻译比较准确的叫法应该是 : 线程局部变量
应用场景 : 当很多线程需要多次使用同一个对象,并且需要该对象具有相同初始化值的时候最适合使用 ThreadLocal
当使用 ThreadLocal 维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本。从线程的角度看,目标变量就象是线程的本地变量
ThreadLocal类主要使用的方法 :
1> void set(Object value) : 设置当前线程的线程局部变量的值
2> public Object get() : 该方法返回当前线程所对应的线程局部变量
3> public void remove() : 将当前线程局部变量的值删除,目的是为了减少内存的占用,该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是,当线程结束后,对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收,所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作,但它可以加快内存回收的速度
4> protected Object initialValue() : 返回该线程局部变量的初始值,该方法是一个protected的方法,显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法,在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行,并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null
注 : 在JDK5.0中,ThreadLocal已经支持泛型,该类的类名已经变为ThreadLocal。API方法也相应进行了调整,新版本的API方法分别是 void set(T value)、T get() 以及 T initialValue()
Thread 同步机制的比较
ThreadLocal 和 线程同步机制 都是解决多线程中相同变量的访问冲突问题
在同步机制中,通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的,使用同步机制要求程序慎密地分析什么时候对变量进行读写,什么时候需要锁定某个对象,什么时候释放对象锁等繁杂的问题,程序设计和编写难度相对较大
ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本,从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本,从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象,在编写多线程代码时,可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。由于ThreadLocal中可以持有任何类型的对象,低版本JDK所提供的get()返回的是Object对象,需要强制类型转换。但JDK 5.0通过泛型很好的解决了这个问题,在一定程度地简化ThreadLocal的使用
概括起来说,对于多线程资源共享的问题,同步机制采用了“以时间换空间”的方式,而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量,让不同的线程排队访问,而后者为每一个线程都提供了一份变量,因此可以同时访问而互不影响
public class
TestDaoNew {
// 使用ThreadLocal保存Connection变量
private static
ThreadLocal
connThreadLocal
=
new
ThreadLocal();
public static
Connection getConnection() {
// 如果connThreadLocal没有本线程对应的Connection创建一个新的Connection,并将其保存到线程本地变量中
if
(
connThreadLocal
.get() ==
null
) {
Connection conn =
null
;
try
{
conn = DriverManager.
getConnection
(
"jdbc:mysql://localhost:3306/test"
,
"username"
,
"password"
);
}
catch
(SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
connThreadLocal
.set(conn);
return
conn;
}
else
{
return
connThreadLocal
.get();
// 如果有Connection则直接返回线程本地变量
}
}
public void
addTopic()
throws
SQLException {
// 从ThreadLocal中获取线程对应的Connection
Statement stat =
getConnection
().createStatement();
}
}
不同的线程在使用TopicDao时,先判断connThreadLocal.get()是否是null,如果是null,则说明当前线程还没有对应的Connection对象,这时创建一个Connection对象并添加到本地线程变量中;如果不为null,则说明当前的线程已经拥有了Connection对象,直接使用就可以了。这样,就保证了不同的线程使用线程相关的Connection,而不会使用其它线程的Connection。因此,这个TopicDao就可以做到singleton共享
也可以这样写
public class
ConnectionManager {
private static
ThreadLocal
connectionHolder
=
new
ThreadLocal() {
@Override
protected
Connection initialValue() {
Connection conn =
null
;
try
{
conn = DriverManager.
getConnection
(
"jdbc:mysql://localhost:3306/test"
,
"username"
,
"password"
);
}
catch
(SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
return
conn;
}
};
public static
Connection getConnection() {
return
connectionHolder
.get();
}
public static void
setConnection(Connection conn) {
connectionHolder
.set(conn);
}
}
ThreadLocal的set()方法的源码如下
public void
set(T value) {
Thread t = Thread.
currentThread
();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if
(map !=
null
) {
map.set(
this
, value);
}
else
{
createMap(t, value);
}
}
通过 getMap(Thread t)方法获取一个和当前线程相关的 ThreadLocalMap,然后将变量的值设置到这个 ThreadLocalMap对象中,当然如果获取到的 ThreadLocalMap对象为空,就通过 createMap方法创建。线程隔离的秘密,就在于ThreadLocalMap这个类。ThreadLocalMap 是 ThreadLocal类 的一个静态内部类,它实现了键值对的设置和获取(对比Map对象来理解),每个线程中都有一个独立的ThreadLocalMap副本,它所存储的值,只能被当前线程读取和修改。ThreadLocal类 通过操作每一个线程特有的ThreadLocalMap副本,从而实现了变量访问在不同线程中的隔离。因为每个线程的变量都是自己特有的,完全不会有并发错误。还有一点就是,ThreadLocalMap存储的键值对中的键是 this对象指向的 ThreadLocal对象,而值就是你所设置的对象
上面代码中出现的 getMap 和 createMap 方法的源码如下 :
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
return
t.
threadLocals
;
}
void
createMap(Thread t, T firstValue) {
t.
threadLocals
=
new
ThreadLocalMap(
this
, firstValue);
}