深入解析Java中ThreadLocal线程类的作用和用法_Java教程-查字典教程网
深入解析Java中ThreadLocal线程类的作用和用法
深入解析Java中ThreadLocal线程类的作用和用法
发布时间:2016-12-28 来源:查字典编辑
摘要:ThreadLocal与线程成员变量还有区别,ThreadLocal该类提供了线程局部变量。这个局部变量与一般的成员变量不一样,Thread...

ThreadLocal与线程成员变量还有区别,ThreadLocal该类提供了线程局部变量。这个局部变量与一般的成员变量不一样,ThreadLocal的变量在被多个线程使用时候,每个线程只能拿到该变量的一个副本,这是Java API中的描述,通过阅读API源码,发现并非副本,副本什么概念?克隆品? 或者是别的样子,太模糊。

准确的说,应该是ThreadLocal类型的变量内部的注册表(Map<Thread,T>)发生了变化,但ThreadLocal类型的变量本身的确是一个,这才是本质!

下面就做个例子:

一、标准例子

定义了MyThreadLocal类,创建它的一个对象tlt,分别给四个线程使用,结果四个线程tlt变量并没有出现共用现象,二是各用各的,这说明,四个线程使用的是tlt的副本(克隆品)。

/** * 使用了ThreadLocal的类 */ public class MyThreadLocal { //定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 private ThreadLocal<Integer> tl = new ThreadLocal<Integer>() { @Override protected Integer initialValue() { return 0; } }; public Integer getNextNum() { //将tl的值获取后加1,并更新设置t1的值 tl.set(tl.get() + 1); return tl.get(); } }

/** * 测试线程 */ public class TestThread extends Thread { private MyThreadLocal tlt = new MyThreadLocal(); public TestThread(MyThreadLocal tlt) { this.tlt = tlt; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 3; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "t" + tlt.getNextNum()); } } }

/** * ThreadLocal测试 */ public class Test { public static void main(String[] args) { MyThreadLocal tlt = new MyThreadLocal(); Thread t1 = new TestThread(tlt); Thread t2 = new TestThread(tlt); Thread t3 = new TestThread(tlt); Thread t4 = new TestThread(tlt); t1.start(); t2.start(); t3.start(); t4.start(); } }

可以看出,三个线程各自独立编号,互不影响:

Thread-0 1 Thread-1 1 Thread-0 2 Thread-1 2 Thread-0 3 Thread-1 3 Thread-2 1 Thread-3 1 Thread-2 2 Thread-3 2 Thread-2 3 Thread-3 3 Process finished with exit code 0

tlt对象是一个,废话tl对象也是一个,因为组合关系是一对一的。但是tl对象内部的Map随着线程的增多,会创建很多Integer对象。只是Integer和int已经通用了。所以感觉不到Integer的对象属性。

二、不用ThreadLocal

假如不用ThreadLocal,只需要将MyThreadLocal类重新定义为:

/** * 使用了ThreadLocal的类 */ public class MyThreadLocal { private Integer t1 = 0; public Integer getNextNum(){ return t1=t1+1; } // 定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 // private ThreadLocal<Integer> tl = new ThreadLocal<Integer>() { // @Override // protected Integer initialValue() { // return 0; // } // }; // // public Integer getNextNum() { // //将tl的值获取后加1,并更新设置t1的值 // tl.set(tl.get() + 1); // return tl.get(); // } }

然后运行测试:

Thread-2 1 Thread-2 2 Thread-1 4 Thread-1 6 Thread-3 3 Thread-3 9 Thread-3 10 Thread-1 8 Thread-0 7 Thread-0 11 Thread-0 12 Thread-2 5 Process finished with exit code 0

从这里可以看出,四个线程共享了tlt变量,结果每个线程都直接修改tlt的属性。

三、自己实现个ThreadLocal

package com.lavasoft.test2; import java.util.Collections; import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * 使用了ThreadLocal的类 */ public class MyThreadLocal { //定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 private com.lavasoft.test2.ThreadLocal<Integer> tl = new com.lavasoft.test2.ThreadLocal<Integer>() { @Override protected Integer initialValue() { return 0; } }; public Integer getNextNum() { //将tl的值获取后加1,并更新设置t1的值 tl.set(tl.get() + 1); return tl.get(); } } class ThreadLocal<T> { private Map<Thread, T> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Thread, T>()); public ThreadLocal() { } protected T initialValue() { return null; } public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); T obj = map.get(t); if (obj == null && !map.containsKey(t)) { obj = initialValue(); map.put(t, obj); } return obj; } public void set(T value) { map.put(Thread.currentThread(), value); } public void remove() { map.remove(Thread.currentThread()); } }

运行测试:

Thread-0 1 Thread-0 2 Thread-0 3 Thread-2 1 Thread-2 2 Thread-3 1 Thread-2 3 Thread-3 2 Thread-1 1 Thread-3 3 Thread-1 2 Thread-1 3 Process finished with exit code 0

很意外,这个山寨版的ThreadLocal也同样运行很好,实现了JavaAPI中ThreadLocal的功能。

四、透过现象看本质

其实从程序角度看,tlt变量的确是一个,毫无疑问的。但是为什么打印出来的数字就互不影响呢?

是因为使用了Integer吗?-----不是。

原因是:protected T initialValue()和get(),因为每个线程在调用get()时候,发现Map中不存在就创建。调用它的时候,就创建了一个新变量,类型为T。每次都新建,当然各用个的互不影响了。

为了看清本质,将Integer换掉,重写部分类:

package com.lavasoft.test2; import java.util.Collections; import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * 使用了ThreadLocal的类 */ public class MyThreadLocal { //定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 // private ThreadLocal<Bean> tl = new ThreadLocal<Bean>() { private com.lavasoft.test2.ThreadLocal<Bean> tl = new com.lavasoft.test2.ThreadLocal<Bean>() { @Override protected Bean initialValue() { return new Bean(); } }; @Override public String toString() { return "MyThreadLocal{" + "tl=" + tl + '}'; } public Bean getBean() { return tl.get(); } } class ThreadLocal<T> { private Map<Thread, T> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Thread, T>()); public ThreadLocal() { } protected T initialValue() { return null; } public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); T obj = map.get(t); if (obj == null && !map.containsKey(t)) { obj = initialValue(); map.put(t, obj); } return obj; } public void set(T value) { map.put(Thread.currentThread(), value); } public void remove() { map.remove(Thread.currentThread()); } }

package com.lavasoft.test2; /** * 测试Bean */ public class Bean { private String id = "0"; private String name = "none"; public Bean() { } public Bean(String id, String name) { this.id = id; this.name = name; } public String getId() { return id; } public void setId(String id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String showinfo() { return "Bean{" + "id='" + id + ''' + ", name='" + name + ''' + '}'; } }

package com.lavasoft.test2; /** * 测试线程 */ public class TestThread extends Thread { private MyThreadLocal tlt = new MyThreadLocal(); public TestThread(MyThreadLocal tlt) { this.tlt = tlt; } @Override public void run() { System.out.println(">>>>>:" + tlt); for (int i = 0; i < 3; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "t" +tlt.getBean()+"t"+tlt.getBean().showinfo()); } } }

然后运行测试:

>>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} >>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} >>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} >>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} Thread-1 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} Thread-2 com.lavasoft.test2.Bean@fe64b9 Bean{id='0', name='none'} Thread-3 com.lavasoft.test2.Bean@186db54 Bean{id='0', name='none'} Thread-2 com.lavasoft.test2.Bean@fe64b9 Bean{id='0', name='none'} Thread-2 com.lavasoft.test2.Bean@fe64b9 Bean{id='0', name='none'} Thread-0 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} Thread-3 com.lavasoft.test2.Bean@186db54 Bean{id='0', name='none'} Thread-3 com.lavasoft.test2.Bean@186db54 Bean{id='0', name='none'} Thread-1 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} Thread-0 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} Thread-0 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} Thread-1 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} Process finished with exit code 0

从打印结果很清楚的看到,MyThreadLocal的tlt对象的确是一个,tlt对象里的ThreadLocal的tl对象也是一个,但是,将t1t给每个线程用的时候,线程会重新创建Bean对象加入到ThreadLocal的Map中去使用。

关于ThreadLocal的几个误区:

一、ThreadLocal是java线程的一个实现

ThreadLocal的确是和java线程有关,不过它并不是java线程的一个实现,它只是用来维护本地变量。针对每个线程,提供自己的变量版本,主要是为了避免线程冲突,每个线程维护自己的版本。彼此独立,修改不会影响到对方。

二、ThreadLocal是相对于每个session的

ThreadLocal顾名思义,是针对线程。在java web编程上,每个用户从开始到会话结束,都有自己的一个session标识。但是ThreadLocal并不是在会话层上。其实,Threadlocal是独立于用户session的。它是一种服务器端行为,当服务器每生成一个新的线程时,就会维护自己的ThreadLocal。

对于这个误解,个人认为应该是开发人员在本地基于一些应用服务器测试的结果。众所周知,一般的应用服务器都会维护一套线程池,也就是说,对于每次访问,并不一定就新生成一个线程。而是自己有一个线程缓存池。对于访问,先从缓存池里面找到已有的线程,如果已经用光,才去新生成新的线程。

所以,由于开发人员自己在测试时,一般只有他自己在测,这样服务器的负担很小,这样导致每次访问可能是共用同样一个线程,导致会有这样的误解:每个session有一个ThreadLocal

三、ThreadLocal是相对于每个线程的,用户每次访问会有新的ThreadLocal

理论上来说,ThreadLocal是的确是相对于每个线程,每个线程会有自己的ThreadLocal。但是上面已经讲到,一般的应用服务器都会维护一套线程池。因此,不同用户访问,可能会接受到同样的线程。因此,在做基于TheadLocal时,需要谨慎,避免出现ThreadLocal变量的缓存,导致其他线程访问到本线程变量

四、对每个用户访问,ThreadLocal可以多用

可以说,ThreadLocal是一把双刃剑,用得来的话可以起到非常好的效果。但是,ThreadLocal如果用得不好,就会跟全局变量一样。代码不能重用,不能独立测试。因为,一些本来可以重用的类,现在依赖于ThreadLocal变量。如果在其他没有ThreadLocal场合,这些类就变得不可用了。个人觉得ThreadLocal用得很好的几个应用场合,值得参考

1、存放当前session用户:quake want的jert

2、存放一些context变量,比如webwork的ActionContext

3、存放session,比如Spring hibernate orm的session

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