ThreadLocal

ThreadLocal谭溉,顧名思義捕仔,這是本地線程的意思匕积,不好意思,這次顧錯(cuò)了榜跌。
ThreadLocal類是用來提供線程內(nèi)部的局部變量闪唆。這種變量在多線程環(huán)境下訪問(通過get或set方法訪問)時(shí)能保證各個(gè)線程里的變量相對獨(dú)立于其他線程內(nèi)的變量。ThreadLocal實(shí)例通常來說都是private static類型的钓葫,用于關(guān)聯(lián)線程和線程的上下文悄蕾。
按照我的理解,ThreadLocal就像是一個(gè)存儲線程公共值的map础浮,key是當(dāng)前線程帆调,value是這個(gè)公共值,各個(gè)線程之間對該公共值的使用互不影響豆同,相互獨(dú)立番刊。

一、案例引入

舉一個(gè)例子來說明一下影锈,如每個(gè)人剛出生都是0歲芹务,假設(shè)每個(gè)人能活100年,那么他去世的年齡就是100歲鸭廷。

1枣抱、(不使用ThreadLocal情況下)

先定義一個(gè)Person類:

package com.bxw.concurrent.threadLocal;

public class Person {
    private static int age = 0;

    public void grow(){
        age++;
    }
    public int getAge(){
        return age;
    }
}

再定義一個(gè)PersonThread類:

package com.bxw.concurrent.threadLocal;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class PersonThread extends Thread{
    private Person person;

    PersonThread(Person person){
        this.person = person;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"的出生年齡是" + person.getAge());
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            person.grow();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"的死亡年齡是" + person.getAge());
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
        for(int i = 0; i < 4; i++){
            executorService.submit(new PersonThread(person));
        }
        executorService.shutdown();
    }
}

運(yùn)行結(jié)果:

可以看到四個(gè)線程的死亡年齡分別是100,200,300,400。這就說明了這四個(gè)線程共享了年齡這個(gè)靜態(tài)變量靴姿,線程安全出了問題沃但。
那么如何讓每個(gè)線程都獨(dú)享一個(gè)靜態(tài)變量呢,看看下面對Person的改造

2佛吓、(使用ThreadLocal情況下)
package com.bxw.concurrent.threadLocal;

public class Person {
    private static int age = 0;
    
    private static MyThreadLocal<Integer> ageLocal = new MyThreadLocal<Integer>() {
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return 0;
        }
    };

    public void grow(){
        ageLocal.set(ageLocal.get() + 1);
    }
    public int getAge(){
        return ageLocal.get();
    }
}

PersonThread不用改變宵晚,再次運(yùn)行,運(yùn)行結(jié)果:

這時(shí)维雇,每個(gè)線程的出生年齡都是0淤刃,死亡年齡都是100,說明每個(gè)線程都擁有自己的靜態(tài)變量吱型,相互獨(dú)立逸贾,不相互影響。

調(diào)整下PersonThread中線程池線程個(gè)數(shù)
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);
再次運(yùn)行,可以看到線程三铝侵,活了兩個(gè)100年灼伤,那么線程三死亡的時(shí)候年齡是200,再次說明這個(gè)靜態(tài)變量被單個(gè)線程獨(dú)立使用咪鲜。

三狐赡、ThreadLocal方法介紹

public void set(T value):將值放入線程局部變量中

public T get():從線程局部變量中獲取值

public void remove():從線程局部變量中移除值

protected T initialValue():線程局部變量初始值(initialValue時(shí)protected的,就是要提醒這個(gè)方法要重寫)

四疟丙、實(shí)現(xiàn)窮人版ThreadLocal

了解了ThreadLocal的基本原理颖侄,可以仿照ThreadLocal寫個(gè)簡易版的ThreadLocal

package com.bxw.concurrent.threadLocal;

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MyThreadLocal<T> {
    private Map<Thread, T> container = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Thread, T>());

    public void set(T value) {
        container.put(Thread.currentThread(), value);
    }

    public T get() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        T value = container.get(thread);
        if (value == null && !container.containsKey(thread)) {
            value = initialValue();
            container.put(thread, value);
        }
        return value;
    }

    public void remove() {
        container.remove(Thread.currentThread());
    }

    protected T initialValue() {
        return null;
    }
}

將PersonThread中的ThreadLocal替換成MyThreadLocal,

private static MyThreadLocal<Integer> ageLocal = new MyThreadLocal<Integer>() {
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return 0;
        }
};

運(yùn)行結(jié)果與ThreadLocal一模一樣享郊。览祖。。

五炊琉、JDK中使用ThreadLocal的類(比如BigDecimal)

BigDecimal中有一個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類StringBuilderHelper展蒂,BigDecimal中使用到了ThreadLocal設(shè)置了初始值(一個(gè)單獨(dú)的StringBuilderHelper對象),就可以實(shí)現(xiàn)讓BigDecimal在多線程環(huán)境下苔咪,每個(gè)線程都擁有一個(gè)StringBuilderHelper對象玄货。

六、總結(jié)

當(dāng)一個(gè)類中的變量(無論是否靜態(tài))在并發(fā)條件下需要考慮線程安全悼泌,就需要使用ThreadLocal松捉,讓ThreadLocal保證每個(gè)線程都獨(dú)立擁有自己的變量。

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