java ThreadLocal使用案例详解
本文借由并发环境下使用线程不安全的simpledateformat优化案例,帮助大家理解threadlocal.
最近整理公司项目,发现不少写的比较糟糕的地方,比如下面这个:
public class dateutil {
private final static simpledateformat sdfyhm = new simpledateformat(
"yyyymmdd");
public synchronized static date parseymdhms(string source) {
try {
return sdfyhm.parse(source);
} catch (parseexception e) {
e.printstacktrace();
return new date();
}
}
}
首先分析下:
该处的函数parseymdhms()使用了synchronized修饰,意味着该操作是线程不安全的,所以需要同步,线程不安全也只能是simpledateformat的parse()方法,查看下源码,在simpledateformat里面有一个全局变量
protected calendar calendar;
date parse() {
calendar.clear();
... // 执行一些操作, 设置 calendar 的日期什么的
calendar.gettime(); // 获取calendar的时间
}
该clear()操作会造成线程不安全.
此外使用synchronized 关键字对性能有很大影响,尤其是多线程的时候,每一次调用parseymdhms方法都会进行同步判断,并且同步本身开销就很大,因此这是不合理的解决方案.
改进方法
线程不安全是源于多线程使用了共享变量造成,所以这里使用threadlocal<simpledateformat>来给每个线程单独创建副本变量,先给出代码,再分析这样的解决问题的原因.
/**
* 日期工具类(使用了threadlocal获取simpledateformat,其他方法可以直接拷贝common-lang)
* @author niu li
* @date 2016/11/19
*/
public class dateutil {
private static map<string,threadlocal<simpledateformat>> sdfmap = new hashmap<string, threadlocal<simpledateformat>>();
private static logger logger = loggerfactory.getlogger(dateutil.class);
public final static string mdhmss = "mmddhhmmsssss";
public final static string ymdhms = "yyyymmddhhmmss";
public final static string ymdhms_ = "yyyy-mm-dd hh:mm:ss";
public final static string ymd = "yyyymmdd";
public final static string ymd_ = "yyyy-mm-dd";
public final static string hms = "hhmmss";
/**
* 根据map中的key得到对应线程的sdf实例
* @param pattern map中的key
* @return 该实例
*/
private static simpledateformat getsdf(final string pattern){
threadlocal<simpledateformat> sdfthread = sdfmap.get(pattern);
if (sdfthread == null){
//双重检验,防止sdfmap被多次put进去值,和双重锁单例原因是一样的
synchronized (dateutil.class){
sdfthread = sdfmap.get(pattern);
if (sdfthread == null){
logger.debug("put new sdf of pattern " + pattern + " to map");
sdfthread = new threadlocal<simpledateformat>(){
@override
protected simpledateformat initialvalue() {
logger.debug("thread: " + thread.currentthread() + " init pattern: " + pattern);
return new simpledateformat(pattern);
}
};
sdfmap.put(pattern,sdfthread);
}
}
}
return sdfthread.get();
}
/**
* 按照指定pattern解析日期
* @param date 要解析的date
* @param pattern 指定格式
* @return 解析后date实例
*/
public static date parsedate(string date,string pattern){
if(date == null) {
throw new illegalargumentexception("the date must not be null");
}
try {
return getsdf(pattern).parse(date);
} catch (parseexception e) {
e.printstacktrace();
logger.error("解析的格式不支持:"+pattern);
}
return null;
}
/**
* 按照指定pattern格式化日期
* @param date 要格式化的date
* @param pattern 指定格式
* @return 解析后格式
*/
public static string formatdate(date date,string pattern){
if (date == null){
throw new illegalargumentexception("the date must not be null");
}else {
return getsdf(pattern).format(date);
}
}
}
测试
在主线程中执行一个,另外两个在子线程执行,使用的都是同一个pattern
public static void main(string[] args) {
dateutil.formatdate(new date(),mdhmss);
new thread(()->{
dateutil.formatdate(new date(),mdhmss);
}).start();
new thread(()->{
dateutil.formatdate(new date(),mdhmss);
}).start();
}
日志分析
put new sdf of pattern mmddhhmmsssss to map thread: thread[main,5,main] init pattern: mmddhhmmsssss thread: thread[thread-0,5,main] init pattern: mmddhhmmsssss thread: thread[thread-1,5,main] init pattern: mmddhhmmsssss
分析
可以看出来sdfmap put进去了一次,而simpledateformat被new了三次,因为代码中有三个线程.那么这是为什么呢?
对于每一个线程thread,其内部有一个threadlocal.threadlocalmap threadlocals的全局变量引用,threadlocal.threadlocalmap里面有一个保存该threadlocal和对应value,一图胜千言,结构图如下:
那么对于sdfmap的话,结构图就变更了下
1.首先第一次执行dateutil.formatdate(new date(),mdhmss);
//第一次执行dateutil.formatdate(new date(),mdhmss)分析
private static simpledateformat getsdf(final string pattern){
threadlocal<simpledateformat> sdfthread = sdfmap.get(pattern);
//得到的sdfthread为null,进入if语句
if (sdfthread == null){
synchronized (dateutil.class){
sdfthread = sdfmap.get(pattern);
//sdfthread仍然为null,进入if语句
if (sdfthread == null){
//打印日志
logger.debug("put new sdf of pattern " + pattern + " to map");
//创建threadlocal实例,并覆盖initialvalue方法
sdfthread = new threadlocal<simpledateformat>(){
@override
protected simpledateformat initialvalue() {
logger.debug("thread: " + thread.currentthread() + " init pattern: " + pattern);
return new simpledateformat(pattern);
}
};
//设置进如sdfmap
sdfmap.put(pattern,sdfthread);
}
}
}
return sdfthread.get();
}
这个时候可能有人会问,这里并没有调用threadlocal的set方法,那么值是怎么设置进入的呢?
这就需要看sdfthread.get()的实现:
public t get() {
thread t = thread.currentthread();
threadlocalmap map = getmap(t);
if (map != null) {
threadlocalmap.entry e = map.getentry(this);
if (e != null) {
@suppresswarnings("unchecked")
t result = (t)e.value;
return result;
}
}
return setinitialvalue();
}
也就是说当值不存在的时候会调用setinitialvalue()方法,该方法会调用initialvalue()方法,也就是我们覆盖的方法.
对应日志打印.
put new sdf of pattern mmddhhmmsssss to map thread: thread[main,5,main] init pattern: mmddhhmmsssss
2.第二次在子线程执行dateutil.formatdate(new date(),mdhmss);
//第二次在子线程执行`dateutil.formatdate(new date(),mdhmss);`
private static simpledateformat getsdf(final string pattern){
threadlocal<simpledateformat> sdfthread = sdfmap.get(pattern);
//这里得到的sdfthread不为null,跳过if块
if (sdfthread == null){
synchronized (dateutil.class){
sdfthread = sdfmap.get(pattern);
if (sdfthread == null){
logger.debug("put new sdf of pattern " + pattern + " to map");
sdfthread = new threadlocal<simpledateformat>(){
@override
protected simpledateformat initialvalue() {
logger.debug("thread: " + thread.currentthread() + " init pattern: " + pattern);
return new simpledateformat(pattern);
}
};
sdfmap.put(pattern,sdfthread);
}
}
}
//直接调用sdfthread.get()返回
return sdfthread.get();
}
分析sdfthread.get()
//第二次在子线程执行`dateutil.formatdate(new date(),mdhmss);`
public t get() {
thread t = thread.currentthread();//得到当前子线程
threadlocalmap map = getmap(t);
//子线程中得到的map为null,跳过if块
if (map != null) {
threadlocalmap.entry e = map.getentry(this);
if (e != null) {
@suppresswarnings("unchecked")
t result = (t)e.value;
return result;
}
}
//直接执行初始化,也就是调用我们覆盖的initialvalue()方法
return setinitialvalue();
}
对应日志:
thread[thread-1,5,main] init pattern: mmddhhmmsssss
总结
在什么场景下比较适合使用threadlocal？*上有人给出了还不错的回答。
when and how should i use a threadlocal variable?
one possible (and common) use is when you have some object that is not thread-safe, but you want to avoid synchronizing access to that object (i'm looking at you, simpledateformat). instead, give each thread its own instance of the object.
参考代码:
https://github.com/nl101531/javaweb 下util-demo
参考资料:
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。
上一篇： 屁股和脸