线程局部变量的使用

共享数据是并发程序最核心的问题之一，对于继承了Thread类或者实现了Runnable接口的对象来说尤其重要。如果创建的对象是实现了Runnable接口的类的实例，用它作为传入参数创建多个线程对象并启动这些线程，那么所有的线程将共享相同的属性。也就是说，如果你在一个线程中改变了一个属性，所有线程都会被这个改变影响。

在某种情况下，这个对象的属性不需要被所有线程共享。Java并发API提供了一个干净的机制，即线程局部变量（Thread-Local Variable），其具有很好的性能。

这里我们将创建两个程序：第一个具有刚才提到的问题。另一个使用线程局部变量机制解决了这个问题。

第一个示例，显示共享才生的问题：

package concurrency;

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Main3 {
    public static void main(String[] args) {
        UnsafeTask task = new UnsafeTask();
        for(int i=0; i<10;i++){
            Thread thread = new Thread(task);
            thread.start();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class UnsafeTask implements Runnable{
    private Date startDate;
    @Override
    public void run() {
        startDate = new Date();
        System.out.printf("Starting Thread:  %s  :  %s\n", Thread.currentThread().getId(),startDate);
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep((int)Math.rint(Math.random()*10));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.printf("Thread Finished:  %s  :  %s\n", Thread.currentThread().getId(),startDate);
    }
}

第二个示例，例用线程局部变量解决第一个示例中的问题：

package concurrency;

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Main4 {
    public static void main(String[] args) {
        SafeTask task = new SafeTask();
        for(int i=0; i<10;i++){
            Thread thread = new Thread(task);
            thread.start();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class  SafeTask implements Runnable{
    private static ThreadLocal<Date> startDate = new ThreadLocal<Date>(){
        protected Date initialValue(){
            return new Date();
        }
    };
    @Override
    public void run() {
        System.out.printf("Starting Thread:  %s  :  %s\n", Thread.currentThread().getId(),startDate.get());
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep((int)Math.rint(Math.random()*10));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.printf("Thread Finished:  %s  :  %s\n", Thread.currentThread().getId(),startDate.get());
    }
}

声明一个ThreadLocal<Date>对象。Date的对象是在initialValue()方法中隐式实现的，这个方法将返回当前日期。线程局部变量分别为每个线程存储了各自的属性值，并提供给每个线程使用。你可以使用get()方法读取这个值，并用set()方法设置这个值。如果线程是第一次访问线程局部变量，线程局部变量可能还没有为它存储值，这个时候initialValue()方法就会被调用，并且返回当前的时间值。

线程局部变量也提供了remove()方法，用来为访问这个变量的线程删除已经存储的值。Java并发API包含了InheritableThreadLocal类，如果一个线程是从其他某个线程中创建的，这个类将提供继承的值。如果一个线程A在线程局部变量已有值，当它创建其他某个线程B时，线程B的线程局部变量将跟线程A是一样的。你可以覆盖childValue()方法，这个方法用来初始化子线程在线程局部变量中的值，它使用父线程在线程局部变量中的值作为传入参数。