慕课网 ThreadLocal 教学视频学习笔记
课程地址：https://www.imooc.com/learn/1217
作者：求老仙奶我不到P10（这昵称，我奶一口，你到不了P10 ）
作者简介：我是一名有10年经验的互联网老兵，创过业、也曾任数家大型互联网公司架构师、团队Leader，30岁（2018）任职阿里巴巴高级技术专家（P8）。曾负责架构PHP高负载、前端（React/RN）方向、Java领域化中间件方向、大数据(BI和数据可视化)等多方向业界知名项目。大学刷完算法导论，参加过ACM和国际机器人竞赛，多年在项目中实践技术驱动、前端后端领域化、数据可视化，多个领域实战经验丰富。
代码地址（跟着课程手敲的）：https://github.com/gaohanghang/spring-threadlocal-demo
简介：多线程增加了我们的不确定性，破坏了可预测性——当然，这对于【艺高人胆大】的未来的你，都是小事，因为你会不断进步成长，只要你把握好现在的光阴。科学的美，在于它的模型可以不断的迭代和进步，Java是一种简化和进步，ThreadLocal也一种简化和进步，如同Java给编程带来了很多安全感，而ThreadLocal给多线程时代带了更多的安全感（可预测性、确定性，一致性……）。课程是一种爬坡训练，难度会一直上去直到你完全理解，可以自己动手实现。
思维导图：
第1章 纵观课程纲要
了解一致性等基础概念，解决一致性的基本方法，把ThreadLocal放到一个宏观背景去思考。
1-1 论程序的安全感 (09:09)
改变思维方式
Single Source Of Truth: 单一数据源
不断的解决数据不一致的问题
1-2 课程介绍 (07:12)
第2章 是什么？怎么用？何时用？如何不出问题？
手把手带着Coding，解决基本概念、API以及讲4个关键应用场景。以及工作中并发场景，如何不出问题。
2-1 ThreadLocal是什么 (07:41)
一个进程有多个线程
定义：提供线程局部变量；一个线程局部变量在多个线程中，分别有独立的值（副本）
特点：简单（开箱即用）、快速（无额外开销）、安全（线程安全）
场景：多线程场景（资源持有、线程一致性、并发计算、线程安全等场景）
进程 -> 线程表 -> 线程局部变量
2-2 ThreadLocal基本API (07:52)
public class Basic {
// ThreadLocal2-3 ThreadLocal的4种核心场景 (07:51)
总结：
- 持有资源——持有线程资源供线程的各个部分使用，全局获取，减少编程难度
- 线程一致——帮助需要保持线程一致的资源（如数据库事务）维护一致性，降低编程难度
- 线程安全——帮助只考虑了单线程的程序库，无缝向多线程场景迁移
- 分布式计算——帮助分布式计算场景的各个线程累计局部计算结果。
2-4 Thread Local并发场景分析01 (16:50)
代码地址：https://github.com/gaohanghang/spring-threadlocal-demo
MAC系统上安装Apache ab测试工具教程地址: https://www.cnblogs.com/cjsblog/p/10506647.html
brew install apr
brew install pcre
@RestController
public class StartController {
static Integer c = 0;
@RequestMapping("/stat")
public Integer stat() {
return c;
}
@RequestMapping("/add")
public Integer add() throws InterruptedException {
Thread.sleep(100);
c ;
return 1;
}
}
测试：
ab -n 10000 -c 1 localhost:8080/add
curl localhost:8080/stat
使用 Synchronized
@RestController
public class StartController {
static Integer c = 0;
synchronized void __add() throws InterruptedException {
Thread.sleep(100);
c ;
}
@RequestMapping("/stat")
public Integer stat() {
return c;
}
@RequestMapping("/add")
public Integer add() throws InterruptedException {
//Thread.sleep(100);
//c ;
__add();
return 1;
}
}
测试：
使用synchronize后测试
ab -n 100 -c 100 localhost:8080/add
curl localhost:8080/stat
使用ThreadLocal
@RestController
public class StartController {
static ThreadLocal<Integer> c = new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return 0;
}
};
void __add() throws InterruptedException {
Thread.sleep(100);
c.set(c.get() 1);
}
@RequestMapping("/stat")
public Integer stat() {
return c.get();
}
@RequestMapping("/add")
public Integer add() throws InterruptedException {
__add();
return 1;
}
}
测试：
使用ThreadLocal
ab -n 10000 -c 100 localhost:8080/add
curl localhost:8080/stat
总结
- 基于线程池模型synchronize（排队操作很危险）
- 用ThreadLocal收集数据很快且安全
- 思考：如何在多个ThreadLocal中收集数据？
2-5 ThreadLocal场景分析——减少同步 (10:10)
@RestController
public class StartController {
static HashSet<Val<Integer>> set = new HashSet<>();
synchronized static void addSet(Val<Integer> v) {
set.add(v);
}
static ThreadLocal<Val<Integer>> c = new ThreadLocal<Val<Integer>>() {
@Override
protected Val<Integer> initialValue() {
Val<Integer> v = new Val<>();
v.set(0);
addSet(v);
return v;
}
};
void __add() throws InterruptedException {
Thread.sleep(100);
Val<Integer> v = c.get();
v.set(v.get() 1);
}
@RequestMapping("/stat")
public Integer stat() {
return set.stream().map(x -> x.get()).reduce((a,x) -> a x).get();
}
@RequestMapping("/add")
public Integer add() throws InterruptedException {
__add();
return 1;
}
}
测试：
使用ThreadLocal
ab -n 10000 -c 100 localhost:8080/add
ab -n 10000 -c 200 localhost:8080/add
curl localhost:8080/stat
问题：set.add(v); 为什么会有线程安全问题
set是所有线程共享的，是个临界区
第3章 【极客视角】大神们怎么用ThreadLocal的
挑选了3个Java领域影响深远的应用，Spring/Mybatis/Quartz中使用到ThreadLocal的源码，理解大神们在思考什么，为什么会用到ThreadLocal。
3-1 源码分析1-Quartz SimpleSemaphore (06:42)
3-2 源码分析2 Mybatis框架保持连接池线程一致 (04:46)
A（Atomic)）原子性，操作不可分割。
C（Consistency）一致性，任何时刻数据都能保持一致。
I（Isolation）隔离性，多事务并发执行的时序不影响结果。
D（Durability）持久性，对数据结构的存储是永久的。
3-3 源码分析03 Spring框架对分布式事务的支持 (04:03)
A（Atomic)）原子性，操作不可分割。
C（Consistency）一致性，任何时刻数据都能保持一致。
I（Isolation）隔离性，多事务并发执行的时序不影响结果。
D（Durability）持久性，对数据结构的存储是永久的。
A：要么发生，要么不发生
C：要做对，做错了不算
I：同时发生两个事务，两个事务的结果能够叠加的一致，同时扣款
D：数据要被持久化下来
context 环境
第4章 【设计者视角】源码级实现&源码分析
4-1 实现自己的ThreadLocal (12:16)
public class MyThreadLocal<T> {
// 共享空间
static HashMap<Thread, HashMap<MyThreadLocal<?>, Object>> threadLocalMap = new HashMap<>();
// 临界区
/**
* 获取当前线程的数据
* @return
*/
synchronized static HashMap<MyThreadLocal<?>, Object> getMap() {
// 获取当前线程
Thread thread = Thread.currentThread();
// 判断threadLocalMap是否包含当前线程，不包含就put进去
if (!threadLocalMap.containsKey(thread)) {
threadLocalMap.put(thread, new HashMap<MyThreadLocal<?>,Object>());
}
// 获取当前thread的map
return threadLocalMap.get(thread);
}
protected T initialValue() {
return null;
}
public T get() {
HashMap<MyThreadLocal<?>, Object> map = getMap();
if (!map.containsKey(this)) {
map.put(this, initialValue());
}
return (T) map.get(this);
}
public void set(T v) {
HashMap<MyThreadLocal<?>, Object> map = getMap();
map.put(this, v);
}
}
public class Test {
static MyThreadLocal<Long> v = new MyThreadLocal<Long>() {
@Override
protected Long initialValue() {
return Thread.currentThread().getId();
}
};
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 100; i ) {
new Thread(() -> {
System.out.println(v.get());
}).start();
}
}
}
public class MyThreadLocal<T> {
static AtomicInteger atomic = new AtomicInteger();
// 自增
Integer threadLocalHash = atomic.addAndGet(0x61c88647);
// 共享空间
static HashMap<Thread, HashMap<Integer, Object>> threadLocalMap = new HashMap<>();
// 临界区
/**
* 获取当前线程的数据
* @return
*/
synchronized static HashMap<Integer, Object> getMap() {
// 获取当前线程
Thread thread = Thread.currentThread();
// 判断threadLocalMap是否包含当前线程，不包含就put进去
if (!threadLocalMap.containsKey(thread)) {
threadLocalMap.put(thread, new HashMap<Integer,Object>());
}
// 获取当前thread的map
return threadLocalMap.get(thread);
}
protected T initialValue() {
return null;
}
public T get() {
HashMap<Integer, Object> map = getMap();
if (!map.containsKey(this.threadLocalHash)) {
map.put(this.threadLocalHash, initialValue());
}
return (T) map.get(this.threadLocalHash);
}
public void set(T v) {
HashMap<Integer, Object> map = getMap();
map.put(this.threadLocalHash, v);
}
}
4-2 选学HashTable (03:56)
4-3 ThreadLocal源码分析 (13:40)
第5章 全课总结
ThreadLocal只是一个简单的数据结构，却引出了这么多问题，可见真理常常隐藏在容易忽视微小的地方，优秀的程序员不仅仅要大局观强，还更加需要磨砺细节——和老师一起思考未来应该怎样学习？
5-1 总结 (04:19)
一些建议
- 无论将来到什么样的高度，永远认为自己是个菜鸡：总有比我们厉害的大牛，永远都去学习
- 保持兴趣，体会乐趣：投入在工作上的时间是很多的，在工作上一定要保持兴趣
- 技术创造是有价值的（切记）：自己尝试去创造，尝试学新东西去用
最后
首先感谢大佬的课程分享，通过课程学到了很多东西
另外是我有个公众号，叫《骇客与画家》，欢迎大家来关注
骇客与画家，名称来自书籍《黑客与画家》，画家学习绘画的方法是动手去画，骇客学习编程的方法也是动手去实践
个人公众号《骇客与画家》，欢迎关注