threadlocal底层原理,threadlocal使用场景和原理是什么？

threadlocal底层原理,threadlocal使用场景和原理是什么？详细介绍

本文目录一览： ThreadLocal的使用方法、作用、使用场景和原理

个人理解就是直接在线程内新建了一个“局部变量”，之所以加引号是因为，这个局部变量实际上可以是本线程内的全局变量。 使用方法如下：
ThreadLocal的作用即是： 在每个线程中存储一个变量的副本，这样在每个线程对该变量进行使用的使用，使用的即是该线程的局部变量，从而保证了线程的安全性以及高效性。 ThreadLocal的使用场景：
ThreadLocal的实现原理 ThreadLocal的使用主要牵涉到三个方法：set(T t)，get(T t)，remove()，以下是三个方法的源码：
ThreadLocal类中包含了以上的三个主要的操作方法，其中定义了ThreadLocalMap这一内部类，顾名思义，这是一个类似HashMap的表结构，内部存储的确实也是(key,value)键值对，但内部只有数组，而没有链表，key是ThreadLocal对象，value是我们要操作的数。
虽说ThreadLocalMap定义在ThreadLocal类中，但是其维护实际是在Thread类中实现的，Thread类中有着ThreadLocal.ThreadLocalMap这样的属性，在调用set和get方法的时候，会首先获取该线程内的ThreadLocal.ThreadLocalMap对象，然后将ThreadLocal对象作为key存储进去（自己调用方法，然后把自己作为key存进去，interesting ：） ），之所以要把ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry定义为数组，是因为每个线程中可能会创建多个ThreadLocal对象，所以用数组进行存储。
这样每个线程在使用目标数的时候，就可以从每个线程的Map中调出该value，因为每个线程中的Map是不同的Map，所以无关线程安全性的讨论。
ThreadLocal内存泄露： ThreadLocal.ThreadLocalMap.Entry中的key是弱引用的，也即是当某个ThreadLocal对象不存在强引用时，就会被GC回收，但是value是基于强引用的，所以当key被回收，但是value还存在其他强引用时，就会出现内存的泄露情况，在最新的ThreadLocal中已经做出了修改，即在调用set、get、remove方法时，会清除key为null的Entry，但是如果不调用这些方法，仍然还是会出现内存泄漏 ：），所以要养成用完ThreadLocal对象之后及时remove的习惯。

ThreadLocal的原理及用法

简单说 ThreadLocal 就是一种以 空间换时间 的做法，在每个 Thread 里面维护了一个以 开放定址法 实现的ThreadLocal.ThreadLocalMap，把数据进行隔离，数据不共享，自然就没有 线程安全 方面的问题了。
JDK1.2 就提供了java.lang.ThreadLocal。ThreadLocal 为解决 多线程程序 的并发问题提供了一种新的思路。使用这个工具类可以很简洁地编写出优美的多线程程序，ThreadLocal 并不是一个 Thread ，而是 Thread 的局部变量。
ThreadLocal 用于保存某个线程共享变量：对于同一个 static ThreadLocal，其为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，不同线程只能从中 get、set 和 remove 自己的变量，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。从线程的角度看，目标变量就像是线程的本地变量，这也是类名中“Local”所要表达的意思。ThreadLocal 类接口很简单，只有四个方法：
值得一提的是，在 JDK5.0 中，ThreadLocal 已经支持 泛型 ，该类的类名已经变为 ThreadLocal

。API 方法也相应进行了调整，新版本的 API 方法分别是 void set(T value)、T get() 以及 T initialValue()。

ThreadLocal 如何为每一个线程维护变量的副本？思路很简单：在 ThreadLocal 类中有一个 Map，用于存储每一个线程的变量副本，Map 中元素的键为线程对象，而值对应线程的变量副本。

1??线程共享变量缓存如下： Thread.ThreadLocalMap

;

调用 ThreadLocal.get() 时，实际上是从当前线程中获取 ThreadLocalMap

，然后根据当前 ThreadLocal 获取当前线程共享变量 Object 。ThreadLocal.set，ThreadLocal.remove 实际上是同样的道理。

2??这种存储结构的好处：

3??关于 ThreadLocalMap

弱引用 问题：

当线程没有结束，但是 ThreadLocal 已经被回收，则可能导致线程中存在ThreadLocalMap

的键值对，造成 内存泄露 。(ThreadLocal 被回收，ThreadLocal 关联的线程共享变量还存在。)

虽然 ThreadLocal 的 get/set 方法可以清除 ThreadLocalMap 中 key 为 null 的 value，但是 get/set 方法在内存泄露后并不会必然调用，所以为了防止此类情况的出现，有两种手段：

结果如下：

ThreadLocal 实现原理是什么 & 有哪些引用类型及使用场景？

对于一个 ThreadLocal 对象，通常会有两个引用指向它：
key 是弱引用，当不存在外部强引用时，会被自动回收。而 value 是强引用，引用链如下
所以只有当 Thread 被回收，value 才会被回收，否则 value 将一直存在，但是让每个线程关闭，是不现实的。在线程池中，大部分线程会伴随着系统的整个周期，那么 value 可能会造成泄漏。
解决方法，在 ThreadLocalMap 进行 set(),get(),remove() 的时候，都进行清理：
真正回收 value 的是 expungeStaleEntry() 方法，在 remove 和 set 方法中都会调用这个方法。
ThreadLocal 为了避免内存泄露，不仅使用了弱引用维护 key ，还在每个操作上检查 key 是否被回收，进而再回收value。
1、强引用
2、软引用
3、弱引用
4、虚引用

图解分析ThreadLocal的原理与应用场景

ThreadLocal这个类想必大家都不陌生，直接翻译为 线程本地（变量） ，我们经常会使用到它来保存一些 线程隔离的 、 全局的 变量信息。使用ThreadLocal维护变量时，每个线程都会获得该线程独享一份变量副本。 ThreadLocal比较像是DNF中的一个地下城副本，而每个线程像是每个进入DNF副本中的玩家。各个线程进入副本后都是比较隔离的，不会互相干扰，这一特性在多线程的某些场景下十分适用。

ThreadLocal将变量的使用范围恰当的保存到了全局变量和局部变量之间。
笔者经常使用ThreadLocal的场景有：
ThreadLocal实现结构以及执行的过程如下图所示。
ThreadLocal的几个关键词。
如前文所述，ThreadLocalMap其实是一个ThreadLocal --> value的映射，具体的实现关系如下图

因此，必须在使用了ThreadLocal的线程执行完后finally中调用 threadLocal.remove() ，或者如果 ThreadLocal

的话则调用 threadlocal.get().remove() 清空HashMap

在ThreadLocal的使用中，我们经常会需要创建子线程，希望子线程能够继承父线程的ThreadLocal，还是以traceid的使用场景为例，我们创建了子线程来并发处理耗时的逻辑，并且希望子线程中也能如实的打印当前请求的traceid，但是 普通的ThreadLocal在创建新线程后信息会完全丢失 ，笔者曾经在这里踩到过坑。

所以就需要一种方案来复制ThreadLocal到子线程：

[1] ThreadLocal-hash冲突与内存泄漏 [2] ThreadLocal面试攻略：吃透它的每一个细节和设计原理 [3] 面试官：小伙子，听说你看过ThreadLocal源码？（万字图文深度解析ThreadLocal）

threadlocal使用场景和原理是什么？

threadlocal使用场景和原理是每个线程需要有自己单独的实例，实例需要在多个方法中共享，但不希望被多线程共享。线程同步正好相反，线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。线程同步机制需要保证多个线程都能准确的获取到共享变量的实时值，而ThreadLocal是只关心自己线程的副本。
threadlocal概况
ThreadLocal是线程本地变量的意思，即可以将变量控制在当前线程中，这样就避免了多线程并发的复杂处理，Spring中就有大量使用。为解决多线程访问共同变量时出现并发问题，例如多个线程对同一变量的写入操作，为了保护线程安全，一般需要额外同步措施。

ThreadLocal的使用方法、作用、使用场景和原理

ThreadLocal是线程本地变量的意思，即可以将变量控制在当前线程中，这样就避免了多线程并发的复杂处理，Spring中就有大量使用。
ThreadLocal是线程Thread中属性threadLocals即ThreadLocal.ThreadLocalMap的管理者，ThreadLocal用于给每个线程操作自己线程的本地变量，通过线程私有从而保证线程安全性。
)方法，在remove和set方法中都会调用这个方法。ThreadLocal为了避免内存泄露，不仅使用了弱引用维护key，还在每个操作上检查key是否被回收，进而再回收value。
线程局部变量（ThreadLocal）其实的功用非常简单，就是为每一个使用该变量的线程都提供一个变量值的副本，是每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会和其它线程的副本冲突。
使他的应用场景相对来说更为特殊一些。在android中Looper、ActivityThread以及AMS中都用到了ThreadLocal。当某些数据是以线程为作用域并且不同线程具有不同的数据副本的时候，就可以考虑采用ThreadLocal。
概括起来说，对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式。比如定义一个static变量，同步访问，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。

并发编程-Threadlocal

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Threadlocal： 各个线程独有的局部变量，相互之间不受影响。 它主要有四个方法initialValue()、get()、set()和remove(),底层采用了map集合形式进行存放，key为当前线程ID。
不管是用强引用还是弱引用都是会发生内存泄漏的问题。弱引用中不会发生ThreadLocal内存泄漏的问题。 但是最终根本的原因Threadlocal内存泄漏的问题，产生于ThreadLocalMap与我们当前线程的生命周期一样，如果没有手动的删除的情况下，就有可能会发生内存泄漏的问题。
相关文章链接： <<< 多线程基础 <<< 线程安全与解决方案 <<< 锁的深入化 <<< 锁的优化 <<< Java内存模型(JMM) <<< Volatile解决JMM的可见性问题 <<< Volatile的伪共享和重排序 <<< CAS无锁模式及ABA问题 <<< Synchronized锁 <<< Lock锁 <<< AQS同步器 <<< Condition <<< CountDownLatch同步计数器 <<< Semaphore信号量 <<< CyclicBarrier屏障 <<< 线程池 <<< 并发队列 <<< Callable与Future模式 <<< Fork/Join框架 <<< Disruptor框架 <<< 如何优化多线程总结

Java：ThreadLocal究竟有什么用呢？费解

ThreadLocal不是用来解决对象共享访问问题的，而主要是提供了保持对象的方法和避免参数传递的方便的对象访问方式。归纳了两点：
1。每个线程中都有一个自己的ThreadLocalMap类对象，可以将线程自己的对象保持到其中，各管各的，线程可以正确的访问到自己的对象。
2。将一个共用的ThreadLocal静态实例作为key，将不同对象的引用保存到不同线程的ThreadLocalMap中，然后在线程执行
的各处通过这个静态ThreadLocal实例的get()方法取得自己线程保存的那个对象，避免了将这个对象作为参数传递的麻烦。
ThreadLocal的应用场合，我觉得最适合的是按线程多实例（每个线程对应一个实例）的对象的访问，并且这个对象很多地方都要用到。
ThreadLocal是对多线程而言的，用了ThreadLocal后，不会有线程安全问题。
从如下8点来讲解一下：
1.ThreadLocal用来解决多线程程序的并发问题
2.ThreadLocal并不是一个Thread,而是Thread的局部变量,当使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本,所以每个线程都
可以独立地改变自己的副本,而不会影响其它线程所对应的副本.
3.从线程的角度看，目标变量就象是线程的本地变量，这也是类名中“Local”所要表达的意思。
4.线程局部变量并不是Java的新发明,Java没有提供在语言级支持(语法上),而是变相地通过ThreadLocal的类提供支持.
5.ThreadLocal类中的方法:(JDK5版本之后支持泛型)
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
void remove()
移除此线程局部变量当前线程的值
protected T initialValue()
返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”
T get()
返回此线程局部变量的当前线程副本中的值
6.ThreadLocal的原理:
ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？其实实现的思路很简单：在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量副本，Map中元素
的键为线程对象，而值对应线程的变量副本
7.自己模拟ThreadLocal:
public class SimpleThreadLocal{
private Map valueMap=Collections.synchronizedMap(new HashMap());
public void set(Object newValue){
valueMap.put(Thread.currentThread(),newValue);//键为线程对象,值为本线程的变量副本
}
public Object get(){
Thread　currentThread=Thread.currentThread();
Object o=valueMap.get(currentThread);//返回本线程对应的变量
if(o==null&&!valueMap.containsKey(currentThread)){
//如果在Map中不存在,放到Map中保存起来
o=initialValue();
valueMap.put(currentThread,o);
}
return o;
}
public void remove(){
valueMap.remove(Thread.currentThread());
}
public void initialValue(){
return null;
}
}
8.使用ThreadLocal的具体例子:
public class SequenceNumber{
//通过匿名内部类覆盖ThreadLocal的initialValue()方法，指定初始值
private static ThreadLocal

seNum=new ThreadLocal

(){

protected Integer initialValue(){

return 0;

}

}

public Integer getNextNum(){

seNum.set(seNum.get()+1);

return seNum.get();

}

public static void main(String[] args){

SequenceNumber sn=new SequenceNumber();

//3个线程共享sn,各自产生序列号

TestClient t1 = new TestClient(sn);

TestClient t2 = new TestClient(sn);

TestClient t3 = new TestClient(sn);

t1.start();

t2.start();

t3.start();

}

private static class TestClient extends Thread{

private SequenceNumber sn;

public TestClient(SequenceNumber sn){

this.sn=sn;

}

public void run(){

//每个线程打印3个序列号

for(int i=0;i<3;i++){

System.out.println("thread["+Thread.currentThread().getName()+",sn["+sn.getNextNum()+"]");

}

}

}

}

java多线程有几种实现方法？线程之间如何同步

Java多线程有两种实现方式：一种是继承Thread类，另一种是实现Runable接口，大同小异，推荐后者，因为实现接口的话这个类还可以实现别的接口和继承一个类，灵活性好，若继承Thread类之后，就无法继承其他类了。
至于实现同步，最简单的方法就是使用同步块，synchronized(){语句块}
当多个线程同时访问到同步语句块时，会由一个线程先获得对象锁，获取对象锁的线程执行完毕之后，释放锁，其他线程再次竞争锁，一个一个通过，不存在两个以上线程同时执行同步语句块的情况。
Java多线程实现方式主要有三种：1、继承Thread类。2、实现Runnable接口。3、使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。其中前两种方式线程执行完后都没有返回值，只有最后一种是带返回值的。
摘自：http://blog.csdn.net/aboy123/article/details/38307539
详细见：http://blog.csdn.net/aboy123/article/details/38307539
1，集成Thread类
2，实现Runable接口
3，利用Java线程池ThreadPoolExecutor
同步:
1,锁机制，synchronized，Lock，分布式锁；
2,JMS消息；
3,事件
4,全局变量
两种。一种继承Thread类，一种实现Runnable接口.
synchronized关键字实现同步
三种哦
main
Runnable
Thread
三种方法
线程之间同步 方法加上同步锁即可
我并不是复制的 ！！！
一、为什么要线程同步
因为当我们有多个线程要同时访问一个变量或对象时，如果这些线程中既有读又有写操作时，就会导致变量值或对象的状态出现混乱，从而导致程序异常。举个例子，如果一个银行账户同时被两个线程操作，一个取100块，一个存钱100块。假设账户原本有0块，如果取钱线程和存钱线程同时发生，会出现什么结果呢？取钱不成功，账户余额是100.取钱成功了，账户余额是0.那到底是哪个呢？很难说清楚。因此多线程同步就是要解决这个问题。
二、不同步时的代码
Bank.Java
package threadTest;/** * @author ww * */public class Bank { private int count =0;//账户余额 //存钱 public void addMoney(int money){ count +=money; System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进："+money); } //取钱 public void subMoney(int money){ if(count-money < 0){ System.out.println("余额不足"); return; } count -=money; System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money); } //查询 public void lookMoney(){ System.out.println("账户余额："+count); }}SyncThreadTest.java
package threadTest;public class SyncThreadTest { public static void main(String args[]){ final Bank bank=new Bank(); Thread tadd=new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub while(true){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } bank.addMoney(100); bank.lookMoney(); System.out.println("\n"); } } }); Thread tsub = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub while(true){ bank.subMoney(100); bank.lookMoney(); System.out.println("\n"); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } }); tsub.start(); tadd.start(); } }余额不足账户余额：0余额不足账户余额：1001380054存进：100账户余额：1001380054存进：100账户余额：1001380054取出：100账户余额：1001380055存进：100账户余额：1001380055取出：100账户余额：100三、使用同步时的代码
（1）同步方法：
即有synchronized关键字修饰的方法。 由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时，内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。
修改后的Bank.java
package threadTest;/** * @author ww * */public class Bank { private int count =0;//账户余额 //存钱 public synchronized void addMoney(int money){ count +=money; System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进："+money); } //取钱 public synchronized void subMoney(int money){ if(count-money < 0){ System.out.println("余额不足"); return; } count -=money; System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money); } //查询 public void lookMoney(){ System.out.println("账户余额："+count); }}再看看运行结果：
余额不足账户余额：0余额不足账户余额：01380080存进：100账户余额：1001380080取出：100账户余额：01380080存进：100账户余额：1001380081取出：100账户余额：0瞬间感觉可以理解了吧。
注： synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类
（2）同步代码块
即有synchronized关键字修饰的语句块。被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步
Bank.java代码如下：
package threadTest;/** * @author ww * */public class Bank { private int count =0;//账户余额 //存钱 public void addMoney(int money){ synchronized (this) { count +=money; } System.out.println(System.currentTimeMillis()+"存进："+money); } //取钱 public void subMoney(int money){ synchronized (this) { if(count-money < 0){ System.out.println("余额不足"); return; } count -=money; } System.out.println(+System.currentTimeMillis()+"取出："+money); } //查询 public void lookMoney(){ System.out.println("账户余额："+count); }}运行结果如下：
余额不足 账户余额：0 1380099存进：100 账户余额：100 1380000取出：100 账户余额：0 1380099存进：100 账户余额：100效果和方法一差不多。
注：同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。
（3）使用特殊域变量(volatile)实现线程同步
a.volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制b.使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新c.因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值d.volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量
Bank.java代码如下：
package threadTest;/** * @author ww * */public class Bank { private volatile int count = 0;// 账户余额 // 存钱 public void addMoney(int money) { count += money; System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存进：" + money); } // 取钱 public void subMoney(int money) { if (count - money < 0) { System.out.println("余额不足"); return; } count -= money; System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money); } // 查询 public void lookMoney() { System.out.println("账户余额：" + count); }}运行效果怎样呢？
余额不足账户余额：0余额不足账户余额：1001380059存进：100账户余额：1001380060取出：100账户余额：01380061存进：100账户余额：100是不是又看不懂了，又乱了。这是为什么呢？就是因为volatile不能保证原子操作导致的，因此volatile不能代替synchronized。此外volatile会组织编译器对代码优化，因此能不使用它就不适用它吧。它的原理是每次要线程要访问volatile修饰的变量时都是从内存中读取，而不是存缓存当中读取，因此每个线程访问到的变量值都是一样的。这样就保证了同步。
（4）使用重入锁实现线程同步
在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁， 它与使用synchronized方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力。ReenreantLock类的常用方法有：ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例lock() : 获得锁unlock() : 释放锁注：ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，不推荐使用 Bank.java代码修改如下：
package threadTest;import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/** * @author ww * */public class Bank { private int count = 0;// 账户余额 //需要声明这个锁 private Lock lock = new ReentrantLock(); // 存钱 public void addMoney(int money) { lock.lock();//上锁 try{ count += money; System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存进：" + money); }finally{ lock.unlock();//解锁 } } // 取钱 public void subMoney(int money) { lock.lock(); try{ if (count - money < 0) { System.out.println("余额不足"); return; } count -= money; System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money); }finally{ lock.unlock(); } } // 查询 public void lookMoney() { System.out.println("账户余额：" + count); }}运行效果怎么样呢？
余额不足账户余额：0余额不足账户余额：01380034存进：100账户余额：1001380035存进：100账户余额：2001380054取出：100账户余额：100效果和前两种方法差不多。
如果synchronized关键字能满足用户的需求，就用synchronized，因为它能简化代码 。如果需要更高级的功能，就用ReentrantLock类，此时要注意及时释放锁，否则会出现死锁，通常在finally代码释放锁
（5）使用局部变量实现线程同步
Bank.java代码如下：
package threadTest;/** * @author ww * */public class Bank { private static ThreadLocal

count = new ThreadLocal

(){ @Override protected Integer initialValue() { // TODO Auto-generated method stub return 0; } }; // 存钱 public void addMoney(int money) { count.set(count.get()+money); System.out.println(System.currentTimeMillis() + "存进：" + money); } // 取钱 public void subMoney(int money) { if (count.get() - money < 0) { System.out.println("余额不足"); return; } count.set(count.get()- money); System.out.println(+System.currentTimeMillis() + "取出：" + money); } // 查询 public void lookMoney() { System.out.println("账户余额：" + count.get()); }}运行效果：

余额不足账户余额：0余额不足账户余额：01380039存进：100账户余额：100余额不足1380040存进：100账户余额：0账户余额：200余额不足账户余额：01380041存进：100账户余额：300看了运行效果，一开始一头雾水，怎么只让存，不让取啊？看看ThreadLocal的原理：

如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本，副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。现在明白了吧，原来每个线程运行的都是一个副本，也就是说存钱和取钱是两个账户，知识名字相同而已。所以就会发生上面的效果。

ThreadLocal与同步机制 a.ThreadLocal与同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题

b.前者采用以"空间换时间"的方法，后者采用以"时间换空间"的方式