一溜哮、ThreadLocal原理

簡單說 ThreadLocal 就是一種以空間換時間的做法，在每個 Thread 里面維護(hù)了一個以開放定址法實現(xiàn)的ThreadLocal.ThreadLocalMap圈澈，把數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離，數(shù)據(jù)不共享尘惧，自然就沒有線程安全方面的問題了康栈。

JDK1.2 就提供了java.lang.ThreadLocal。ThreadLocal 為解決多線程程序的并發(fā)問題提供了一種新的思路喷橙。使用這個工具類可以很簡潔地編寫出優(yōu)美的多線程程序啥么，ThreadLocal 并不是一個 Thread，而是 Thread 的局部變量贰逾。

ThreadLocal 用于保存某個線程共享變量：對于同一個 static ThreadLocal悬荣，其為每個使用該變量的線程提供獨立的變量副本，不同線程只能從中 get疙剑、set 和 remove 自己的變量氯迂，所以每一個線程都可以獨立地改變自己的副本，而不會影響其它線程所對應(yīng)的副本言缤。從線程的角度看嚼蚀，目標(biāo)變量就像是線程的本地變量，這也是類名中“Local”所要表達(dá)的意思管挟。ThreadLocal 類接口很簡單轿曙，只有四個方法：

void set(Object value)設(shè)置當(dāng)前線程的線程局部變量的值。
public Object get()返回當(dāng)前線程所對應(yīng)的線程局部變量僻孝。
public void remove()將當(dāng)前線程局部變量的值刪除导帝，目的是為了減少內(nèi)存的占用，該方法是 JDK5.0 新增的方法穿铆。需要指出的是您单，當(dāng)線程結(jié)束后，對應(yīng)該線程的局部變量將自動被垃圾回收悴务，所以顯式調(diào)用該方法清除線程的局部變量并不是必須的操作睹限，但它可以加快內(nèi)存回收的速度。
protected Object initialValue()返回該線程局部變量的初始值讯檐，該方法是一個 protected 的方法羡疗，顯然是為了讓子類覆蓋而設(shè)計的。這個方法是一個延遲調(diào)用方法别洪，在線程第 1 次調(diào)用 get() 或 set(Object) 時才執(zhí)行叨恨，并且僅執(zhí)行 1 次。ThreadLocal 中的缺省實現(xiàn)直接返回一個 null挖垛。

值得一提的是痒钝，在 JDK5.0 中秉颗，ThreadLocal 已經(jīng)支持泛型，該類的類名已經(jīng)變?yōu)?ThreadLocal<T>送矩。API 方法也相應(yīng)進(jìn)行了調(diào)整蚕甥，新版本的 API 方法分別是 void set(T value)、T get() 以及 T initialValue()栋荸。

ThreadLocal 如何為每一個線程維護(hù)變量的副本菇怀？思路很簡單：在 ThreadLocal 類中有一個 Map，用于存儲每一個線程的變量副本晌块，Map 中元素的鍵為線程對象爱沟，而值對應(yīng)線程的變量副本。

二匆背、用法

1??線程共享變量緩存如下：Thread.ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>;

Thread：當(dāng)前線程呼伸，可以通過 Thread.currentThread() 獲取。
ThreadLocal：static ThreadLocal 變量钝尸。
Object：當(dāng)前線程共享變量括享。

調(diào)用 ThreadLocal.get() 時，實際上是從當(dāng)前線程中獲取 ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>蝶怔，然后根據(jù)當(dāng)前 ThreadLocal 獲取當(dāng)前線程共享變量 Object奶浦。ThreadLocal.set兄墅，ThreadLocal.remove 實際上是同樣的道理踢星。

2??這種存儲結(jié)構(gòu)的好處：

線程死去的時候，線程共享變量 ThreadLocalMap 則銷毀隙咸。
ThreadLocalMap<ThreadLocal,Object> 鍵值對數(shù)量為 ThreadLocal 的數(shù)量沐悦，一般來說 ThreadLocal 數(shù)量很少。相比在 ThreadLocal 中用 Map<Thread, Object> 鍵值對存儲線程共享變量(Thread 數(shù)量一般來說比 ThreadLocal 數(shù)量多)五督，性能提高很多藏否。

3??關(guān)于ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>弱引用問題：

當(dāng)線程沒有結(jié)束，但是 ThreadLocal 已經(jīng)被回收充包，則可能導(dǎo)致線程中存在ThreadLocalMap<null, Object> 的鍵值對副签，造成內(nèi)存泄露。(ThreadLocal 被回收基矮，ThreadLocal 關(guān)聯(lián)的線程共享變量還存在淆储。)

雖然 ThreadLocal 的 get/set 方法可以清除 ThreadLocalMap 中 key 為 null 的 value，但是 get/set 方法在內(nèi)存泄露后并不會必然調(diào)用家浇，所以為了防止此類情況的出現(xiàn)本砰，有兩種手段：

使用完線程共享變量后，顯示調(diào)用 ThreadLocalMap.remove 方法清除線程共享變量钢悲。
JDK 建議 ThreadLocal 定義為 private static点额，這樣 ThreadLocal 的弱引用問題則不存在了舔株。

//ThreadLocal用法
public class MyThreadLocal {
    private static final ThreadLocal<Object> threadLocal = new ThreadLocal<Object>() {
    //ThreadLocal沒有被當(dāng)前線程賦值時或當(dāng)前線程剛調(diào)用remove方法后調(diào)用get方法，返回此方法值
        @Override
        protected Object initialValue() {
            System.out.println("調(diào)用get()時还棱，當(dāng)前線程共享變量沒有設(shè)置载慈，調(diào)initialValue獲取默認(rèn)值");
            return null;
        }
    };

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new MyIntegerTask("IntegerTask1")).start();
        new Thread(new MyStringTask("StringTask1")).start();
        new Thread(new MyIntegerTask("IntegerTask2")).start();
        new Thread(new MyStringTask("StringTask2")).start();
    }

    public static class MyIntegerTask implements Runnable {
        private String name;
        MyIntegerTask(String name) {
            this.name = name;
        }
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                // ThreadLocal.get方法獲取線程變量
                if (null == MyThreadLocal.threadLocal.get()) {
                    // ThreadLocal.et方法設(shè)置線程變量
                    MyThreadLocal.threadLocal.set(0);
                    System.out.println("線程" + name + ": 0");
                } else {
                    int num = (Integer) MyThreadLocal.threadLocal.get();
                    MyThreadLocal.threadLocal.set(num + 1);
                    System.out.println("線程" + name + ":" + MyThreadLocal.threadLocal.get());
                    if (i == 3) {
                        MyThreadLocal.threadLocal.remove();
                    }
                }
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public static class MyStringTask implements Runnable {
        private String name;
        MyStringTask(String name) {
            this.name = name;
        }
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                if (null == MyThreadLocal.threadLocal.get()) {
                    MyThreadLocal.threadLocal.set("a");
                    System.out.println("線程" + name + ":a");
                } else {
                    String str = (String) MyThreadLocal.threadLocal.get();
                    MyThreadLocal.threadLocal.set(str + "a");
                    System.out.println("線程" + name + ":" + MyThreadLocal.threadLocal.get());
                }
                try {
                    Thread.sleep(800);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

結(jié)果如下：

調(diào)用get方法時，當(dāng)前線程共享變量沒有設(shè)置珍手，調(diào)用initialValue獲取默認(rèn)值娃肿！
線程IntegerTask1: 0
調(diào)用get方法時，當(dāng)前線程共享變量沒有設(shè)置珠十，調(diào)用initialValue獲取默認(rèn)值料扰！
調(diào)用get方法時，當(dāng)前線程共享變量沒有設(shè)置焙蹭，調(diào)用initialValue獲取默認(rèn)值晒杈！
線程IntegerTask2: 0
線程StringTask1: a
調(diào)用get方法時，當(dāng)前線程共享變量沒有設(shè)置孔厉，調(diào)用initialValue獲取默認(rèn)值拯钻！
線程StringTask2: a
線程StringTask1: aa
線程StringTask2: aa
線程IntegerTask1: 1
線程IntegerTask2: 1
線程StringTask1: aaa
線程StringTask2: aaa
線程IntegerTask1: 2
線程IntegerTask2: 2
線程StringTask2: aaaa
線程StringTask1: aaaa
線程IntegerTask1: 3
線程IntegerTask2: 3
線程StringTask1: aaaaa
線程StringTask2: aaaaa
調(diào)用get方法時，當(dāng)前線程共享變量沒有設(shè)置撰豺，調(diào)用initialValue獲取默認(rèn)值粪般！
線程IntegerTask1: 0
調(diào)用get方法時，當(dāng)前線程共享變量沒有設(shè)置污桦，調(diào)用initialValue獲取默認(rèn)值亩歹！
線程IntegerTask2: 0

ThreadLocal的原理及用法

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