一、ThreadLocal概述
学习JDK中的类,首先看下JDK API对此类的描述,描述如下:
API表达了下面几种观点:
1、ThreadLocal不是线程,是线程的一个变量,你可以先简单理解为线程类的属性变量。
2、ThreadLocal 在类中通常定义为静态类变量。
3、每个线程有自己的一个ThreadLocal,它是变量的一个‘拷贝’,修改它不影响其他线程。
既然定义为类变量,为何为每个线程维护一个副本(姑且成为‘拷贝’容易理解),让每个线程独立访问?多线程编程的经验告诉我们,对于线程共享资源(你可以理解为属性),资源是否被所有线程共享,也就是说这个资源被一个线程修改是否影响另一个线程的运行,如果影响我们需要使用synchronized同步,让线程顺序访问。
ThreadLocal适用于资源共享但不需要维护状态的情况,也就是一个线程对资源的修改,不影响另一个线程的运行;这种设计是‘空间换时间’,synchronized顺序执行是‘时间换取空间’。
二、ThreadLocal方法介绍
T |
get() 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。 |
protected T |
initialValue() 返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”。 |
void |
remove() 移除此线程局部变量当前线程的值。 |
void |
set(T value) 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值。 |
三、深入源码
ThreadLocal有一个ThreadLocalMap静态内部类,你可以简单理解为一个MAP,这个‘Map’为每个线程复制一个变量的‘拷贝’存储其中。
当线程调用ThreadLocal.get()方法获取变量时,首先获取当前线程引用,以此为key去获取响应的ThreadLocalMap,如果此‘Map’不存在则初始化一个,否则返回其中的变量,代码如下:
调用get方法如果此Map不存在首先初始化,创建此map,将线程为key,初始化的vlaue存入其中,注意此处的initialValue,我们可以覆盖此方法,在首次调用时初始化一个适当的值。setInitialValue代码如下:
set方法相对比较简单如果理解以上俩个方法,获取当前线程的引用,从map中获取该线程对应的map,如果map存在更新缓存值,否则创建并存储,代码如下:
对于ThreadLocal在何处存储变量副本,我们看getMap方法:获取的是当前线程的ThreadLocal类型的threadLocals属性。显然变量副本存储在每一个线程中。
上面我们知道变量副本存放于何处,这里我们简单说下如何被java的垃圾收集机制收集,当我们不在使用是调用set(null),此时不在将引用指向该‘map’,而线程退出时会执行资源回收操作,将申请的资源进行回收,其实就是将属性的引用设置为null。这时已经不在有任何引用指向该map,故而会被垃圾收集。
四、ThreadLocal应用示例
引用Tim Cull的博文“SimpleDateFormat: Performance Pig”介绍下ThreadLocal的简单使用,同时也对SimpleDateFormat的使用有个深入的了解。
大致意思:Tim Cull碰到一个SimpleDateFormat带来的严重的性能问题,该问题主要有SimpleDateFormat引发,创建一个SimpleDateFormat实例的开销比较昂贵,解析字符串时间时频繁创建生命周期短暂的实例导致性能低下。即使将SimpleDateFormat定义为静态类变量,貌似能解决这个问题,但是SimpleDateFormat是非线程安全的,同样存在问题,如果用‘synchronized’线程同步同样面临问题,同步导致性能下降(线程之间序列化的获取SimpleDateFormat实例)。
Tim Cull使用Threadlocal解决了此问题,对于每个线程SimpleDateFormat不存在影响他们之间协作的状态,为每个线程创建一个SimpleDateFormat变量的拷贝或者叫做副本,代码如下:
创建一个ThreadLocal类变量,这里创建时用了一个匿名类,覆盖了initialValue方法,主要作用是创建时初始化实例。也可以采用下面方式创建;
我们看下我们覆盖的initialValue方法: