详细介绍ThreadLocal

  JDK 1.2的版本中就提供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。

  一、ThreadLocal概述

  学习JDK中的类,首先看下JDK API对此类的描述,描述如下:

  JDK API 写道

  该类提供了线程局部 (thread-local) 变量。这些变量不同于它们的普通对应物,因为访问某个变量(通过其 get 或 set 方法)的每个线程都有自己的局部变量,它独立于变量的初始化副本。ThreadLocal 实例通常是类中的 private static 字段,它们希望将状态与某一个线程(例如,用户 ID 或事务 ID)相关联。

  API表达了下面几种观点:

  1、ThreadLocal不是线程,是线程的一个变量,你可以先简单理解为线程类的属性变量。

  2、ThreadLocal 在类中通常定义为静态类变量。

  3、每个线程有自己的一个ThreadLocal,它是变量的一个‘拷贝’,修改它不影响其他线程。

  既然定义为类变量,为何为每个线程维护一个副本(姑且成为‘拷贝’容易理解),让每个线程独立访问?多线程编程的经验告诉我们,对于线程共享资源(你可以理解为属性),资源是否被所有线程共享,也就是说这个资源被一个线程修改是否影响另一个线程的运行,如果影响我们需要使用synchronized同步,让线程顺序访问。

  ThreadLocal适用于资源共享但不需要维护状态的情况,也就是一个线程对资源的修改,不影响另一个线程的运行;这种设计是‘空间换时间’,synchronized顺序执行是‘时间换取空间’。

  二、ThreadLocal方法介绍

  ● T get() 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。

  ● protected T initialValue() 返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”。

  ● void remove() 移除此线程局部变量当前线程的值。

  ● 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。

  三、深入源码

  ThreadLocal有一个ThreadLocalMap静态内部类,你可以简单理解为一个MAP,这个‘Map’为每个线程复制一个变量的‘拷贝’存储其中。

  当线程调用ThreadLocal.get()方法获取变量时,首先获取当前线程引用,以此为key去获取响应的ThreadLocalMap,如果此‘Map’不存在则初始化一个,否则返回其中的变量,代码如下:

  Get方法代码 :

  publicTget(){ Threadt=Thread.currentThread(); ThreadLocalMapmap=getMap(t); if(map!=null){ ThreadLocalMap.Entrye=map.getEntry(this); if(e!=null) return(T)e.value; } returnsetInitialValue(); }

  调用get方法如果此Map不存在首先初始化,创建此map,将线程为key,初始化的vlaue存入其中,注意此处的initialValue,我们可以覆盖此方法,在首次调用时初始化一个适当的值。setInitialValue代码如下:

  Java代码

  privateTsetInitialValue(){ Tvalue=initialValue(); Threadt=Thread.currentThread(); ThreadLocalMapmap=getMap(t); if(map!=null) map.set(this,value); else createMap(t,value); returnvalue; }

  set方法相对比较简单如果理解以上俩个方法,获取当前线程的引用,从map中获取该线程对应的map,如果map存在更新缓存值,否则创建并存储,代码如下:

  Java代码:

  publicvoidset(Tvalue){ Threadt=Thread.currentThread(); ThreadLocalMapmap=getMap(t); if(map!=null) map.set(this,value); else createMap(t,value); }

  对于ThreadLocal在何处存储变量副本,我们看getMap方法:获取的是当前线程的ThreadLocal类型的threadLocals属性。显然变量副本存储在每一个线程中。

  Java代码:

  /** *获取线程的ThreadLocalMap属性实例 */ ThreadLocalMapgetMap(Threadt){ returnt.threadLocals; }

  上面我们知道变量副本存放于何处,这里我们简单说下如何被java的垃圾收集机制收集,当我们不在使用是调用set(null),此时不在将引用指向该‘map’,而线程退出时会执行资源回收操作,将申请的资源进行回收,其实就是将属性的引用设置为null。这时已经不在有任何引用指向该map,故而会被垃圾收集。

  希望通过本文对hreadLocal的介绍,能够给你带来帮助。

躲在某一时间想念一段时光的掌纹,

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