ThreadLocal与Synchronized的用法

来源：http://blog.csdn.net/wl_ldy/article/details/5948779

一.ThreadLocal的用法

ThreadLocal的实现：

package com.sodao.lucene;     
    
import java.util.Random;     
    
public class ThreadLocalTest implements Runnable{     
         
    ThreadLocal<Studen> studenThreadLocal = new ThreadLocal<Studen>();     
    
    @Override    
    public void run() {     
        String currentThreadName = Thread.currentThread().getName();     
        System.out.println(currentThreadName + " is running...");     
        Random random = new Random();     
        int age = random.nextInt(100);     
        System.out.println(currentThreadName + " is set age: "  + age);     
        Studen studen = getStudent(); //通过这个方法，为每个线程都独立的new一个student对象，每个线程的的student对象都可以设置不同的值     
        studen.setAge(age);     
        System.out.println(currentThreadName + " is first get age: " + studen.getAge());     
        try {     
            Thread.sleep(500);     
        } catch (InterruptedException e) {     
            e.printStackTrace();     
        }     
        System.out.println( currentThreadName + " is second get age: " + studen.getAge());     
             
    }     
         
    private Studen getStudent() {     
        Studen studen = studenThreadLocal.get();     
        if (null == studen) {     
            studen = new Studen();     
            studenThreadLocal.set(studen);     
        }     
        return studen;     
    }     
    
    public static void main(String[] args) {     
        ThreadLocalTest t = new ThreadLocalTest();     
        Thread t1 = new Thread(t,"Thread A");     
        Thread t2 = new Thread(t,"Thread B");     
        t1.start();     
        t2.start();     
    }     
         
}     
    
class Studen{     
    int age;     
    
    public int getAge() {     
        return age;     
    }     
    
    public void setAge(int age) {     
        this.age = age;     
    }     
         
}    

Synchronized的实现：

package com.sodao.lucene;     
    
import java.util.Random;     
    
public class MultiThreadTest  implements Runnable{     
         
    Studen studen = new Studen();     
         
    @Override    
    public void run() {     
        String currentThreadName = Thread.currentThread().getName();     
        System.out.println(currentThreadName + " is running ....");     
        //同步     
        synchronized (studen) {     
            Random random = new Random();     
            int age = random.nextInt(100);     
            studen.setAge(age);     
            System.out.println(currentThreadName + " is set age: " + age);     
            System.out.println(currentThreadName + "is first get age: " + studen.getAge() );     
            try {     
                Thread.sleep(500);     
            } catch (InterruptedException e) {     
                e.printStackTrace();     
            }     
            System.out.println(currentThreadName + " is second get age: " + studen.getAge() );     
        }     
    }     
         
    public static void main(String[] args) {     
        MultiThreadTest m = new MultiThreadTest();     
        Thread t1 = new Thread(m,"Thread A");     
        Thread t2 = new Thread(m,"Thread B");     
        t1.start();     
        t2.start();     
    }     
}     
    
class Student {     
    int age;     
    
    public int getAge() {     
        return age;     
    }     
    
    public void setAge(int age) {     
        this.age = age;     
    }     
         
}    

以上2中方法都实现的功能相同，但方法不一样 

ThreadLocal使用场合主要解决多线程中数据数据因并发产生不一致问题。 ThreadLocal为每个线程的中并发访问的数据提供一个副本 ，通过访问副本来运行业务，这样的结果是耗费了内存，单大大减少了线程同步所带来性能消耗，也减少了线程并发控制的复杂度。 

ThreadLocal不能使用原子类型，只能使用Object类型。ThreadLocal的使用比synchronized要简单得多。 

ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问。但是ThreadLocal与synchronized有本质的区别。 synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时刻只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。 而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。 

Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。  

当然ThreadLocal并不能替代synchronized,它们处理不同的问题域。Synchronized用于实现同步机制，比ThreadLocal更加复杂。 

ThreadLocal使用的一般步骤： 

1、在多线程的类（如ThreadDemo类）中，创建一个ThreadLocal对象threadXxx，用来保存线程间需要隔离处理的对象xxx。 
2、在ThreadDemo类中，创建一个获取要隔离访问的数据的方法getXxx()，在方法中判断，若ThreadLocal对象为null时候，应该new()一个隔离访问类型的对象，并强制转换为要应用的类型。 
3、在ThreadDemo类的run()方法中，通过getXxx()方法获取要操作的数据，这样可以保证每个线程对应一个数据对象，在任何时刻都操作的是这个对象。

二.ThreadLocal的实现原理：

public class ThreadLocal     
{     
　private Map values = Collections.synchronizedMap(new HashMap());     
　public Object get()     
　{     
　　Thread curThread = Thread.currentThread();      
　　Object o = values.get(curThread);      
　　if (o == null && !values.containsKey(curThread))     
　　{     
　　　o = initialValue();     
　　　values.put(curThread, o);      
　　}     
　　return o;      
　}     
    
　public void set(Object newValue)     
　{     
　　values.put(Thread.currentThread(), newValue);     
　}     
    
　public Object initialValue()     
　{     
　　return null;      
　}     
}    

由此可见，ThreadLocal通过一个Map来为每个线程都持有一个变量副本。这个map以当前线程为key。与synchronized相比， ThreadLocal是以空间换时间的策略来实现多线程程序。 

Synchronized还是ThreadLocal? 
ThreadLocal以空间换取时间，提供了一种非常简便的多线程实现方式。因为多个线程并发访问无需进行等待，所以使用ThreadLocal会获得更大的性能。虽然使用ThreadLocal会带来更多的内存开销，但这点开销是微不足道的。因为保存在ThreadLocal中的对象，通常都是比较小的对象。另外使用ThreadLocal不能使用原子类型，只能使用Object类型。ThreadLocal的使用比synchronized要简单得多。 
ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问。但是ThreadLocal与synchronized有本质的区别。synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。 
Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。 
当然ThreadLocal并不能替代synchronized,它们处理不同的问题域。Synchronized用于实现同步机制，比ThreadLocal更加复杂。

2012-05-23新增

每一个线程都维护一个本地对象的副本，类图如：

ThreadLocal 只是提供 当前线程（Thread.currentThread( ) ）对 副本（ThreadLocal.ThreadLocalMap）的操作。

部分源代码

    public T get() {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null) {
            ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
            if (e != null)
                return (T)e.value;
        }
        return setInitialValue();
    }

    ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        return t.threadLocals;
    }

疑问：ThreadLocal每种类型的对象只能存储一个？

应该是的，因为 map 的key 值是 ThreadLocal对象。下面是 ThreadLocal 部分源代码：

    public void set(T value) {
        Thread t = Thread.currentThread();
        ThreadLocalMap map = getMap(t);
        if (map != null)
            map.set(this, value);
        else
            createMap(t, value);
    }