ThreadLocal使用及应用场景分析

1. ThreadLocal 定义

• 定义

  提供线程局部变量；一个线程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）。

• 实现原理

  Java中用哈希表实现。

  

• 应用范围

  几乎所有提供多线程特征的语言。

2. ThreadLocal 基本API

public class ThreadLocalTest {
     public static ThreadLocal<Long> x = new ThreadLocal<Long>(){
         @Override
         protected Long initialValue() {
             System.out.println(Thread.currentThread().getId() + " Initial value run...");
             return Thread.currentThread().getId();
         }
     };

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(()->{
            System.out.println(x.get());
        }).start();
        x.set(100L);
        //x.remove();
        System.out.println(x.get());
    }

}

3. ThreadLocal 的4种关键场景

1. 线程资源持有

   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。

   

2. 线程资源一致性

   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。

   

3. 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。

   

4. 分布式计算

   帮助分布式计算场景的各个线程累积局部计算结果。

   

4. ThreadLocal 并发场景分析

• Apache ab 压力并发测试工具的使用

  可参考：https://www.cnblogs.com/wtcl/p/6795740.html

• 用synchronize实现线程安全的缺点

  性能得不到满足。

• 用ThreadLocal实现并发线程安全

  import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
  import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
  
  @RestController
  public class StatController {
      //static Integer c =0;
      static ThreadLocal<Integer> c = new ThreadLocal<Integer>(){
          @Override
          protected Integer initialValue(){
            return 0;
          }
      };
  
      void _add(){
          try {
              Thread.sleep(100);
              c.set(c.get() + 1);
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  
      @RequestMapping("/stat")
      public Integer stat(){
          return c.get();
      }
  
      @RequestMapping("/add")
      public Integer add(){
          _add();
          return 1;
      }
  }
  
  

  上面的代码是有问题的，因为获取的值是每个线程自己的变量值，每次累加的也是每个线程自己的累加值。

  正确的写法应该是：

  import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
  import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
  
  import java.util.HashSet;
  
  @RestController
  public class StatController {
      static HashSet<Val<Integer>> set = new HashSet<Val<Integer>>();
      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.setV(0);
              addSet(v);
              return v;
          }
      };
  
      void _add(){
          try {
              Thread.sleep(100);
              Val<Integer> v = c.get();
              v.setV(v.getV() + 1);
          } catch (InterruptedException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  
      @RequestMapping("/stat")
      public Integer stat(){
          return set.stream().map(x-> x.getV()).reduce((a,x)-> a+x).get();
      }
  
      @RequestMapping("/add")
      public Integer add(){
          _add();
          return 1;
      }
  }
  
  

  public class Val<T> {
      T v;
  
      public T getV() {
          return v;
      }
  
      public void setV(T v) {
          this.v = v;
      }
  }