ThreadLocal简介_动力节点Java学院整理

threadlocal，直译为“线程本地”或“本地线程”，如果你真的这么认为，那就错了！其实，它就是一个容器，用于存放线程的局部变量，我认为应该叫做 threadlocalvariable（线程局部变量）才对，真不理解为什么当初 sun 公司的工程师这样命名。
早在 jdk 1.2 的时代，java.lang.threadlocal 就诞生了，它是为了解决多线程并发问题而设计的，只不过设计得有些难用，所以至

今没有得到广泛使用。其实它还是挺有用的，不相信的话，我们一起来看看这个例子吧。

一个序列号生成器的程序，可能同时会有多个线程并发访问它，要保证每个线程得到的序列号都是自增的，而不能相互干扰。

先定义一个接口：

public interface sequence {

 int getnumber();
}

每次调用 getnumber() 方法可获取一个序列号，下次再调用时，序列号会自增。
再做一个线程类：

public class clientthread extends thread {

 private sequence sequence;

 public clientthread(sequence sequence) {
  this.sequence = sequence;
 }

 @override
 public void run() {
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
   system.out.println(thread.currentthread().getname() + " => " + sequence.getnumber());
  }
 }
}

在线程中连续输出三次线程名与其对应的序列号。
我们先不用 threadlocal，来做一个实现类吧。

public class sequencea implements sequence {

 private static int number = 0;

 public int getnumber() {
  number = number + 1;
  return number;
 }

 public static void main(string[] args) {
  sequence sequence = new sequencea();

  clientthread thread1 = new clientthread(sequence);
  clientthread thread2 = new clientthread(sequence);
  clientthread thread3 = new clientthread(sequence);

  thread1.start();
  thread2.start();
  thread3.start();
 }
}

序列号初始值是0，在 main() 方法中模拟了三个线程，运行后结果如下：
thread-0 => 1
thread-0 => 2
thread-0 => 3
thread-2 => 4
thread-2 => 5
thread-2 => 6
thread-1 => 7
thread-1 => 8
thread-1 => 9

由于线程启动顺序是随机的，所以并不是0、1、2这样的顺序，这个好理解。为什么当 thread-0 输出了1、2、3之后，而 thread-2 却输出了4、5、6呢？线程之间竟然共享了 static 变量！这就是所谓的“非线程安全”问题了。

那么如何来保证“线程安全”呢？对应于这个案例，就是说不同的线程可拥有自己的 static 变量，如何实现呢？下面看看另外一个实现吧。

public class sequenceb implements sequence {

 private static threadlocal<integer> numbercontainer = new threadlocal<integer>() {
  @override
  protected integer initialvalue() {
   return 0;
  }
 };

 public int getnumber() {
  numbercontainer.set(numbercontainer.get() + 1);
  return numbercontainer.get();
 }

 public static void main(string[] args) {
  sequence sequence = new sequenceb();

  clientthread thread1 = new clientthread(sequence);
  clientthread thread2 = new clientthread(sequence);
  clientthread thread3 = new clientthread(sequence);

  thread1.start();
  thread2.start();
  thread3.start();
 }
}

通过 threadlocal 封装了一个 integer 类型的 numbercontainer 静态成员变量，并且初始值是0。再看 getnumber() 方法，首先从 numbercontainer 中 get 出当前的值，加1，随后 set 到 numbercontainer 中，最后将 numbercontainer 中 get 出当前的值并返回。

是不是很恶心？但是很强大！确实稍微饶了一下，我们不妨把 threadlocal 看成是一个容器，这样理解就简单了。所以，这里故意用 container 这个单词作为后缀来命名 threadlocal 变量。

运行结果如何呢？看看吧。

thread-0 => 1
thread-0 => 2
thread-0 => 3
thread-2 => 1
thread-2 => 2
thread-2 => 3
thread-1 => 1
thread-1 => 2
thread-1 => 3

每个线程相互独立了，同样是 static 变量，对于不同的线程而言，它没有被共享，而是每个线程各一份，这样也就保证了线程安全。 也就是说，theadlocal 为每一个线程提供了一个独立的副本！

搞清楚 threadlocal 的原理之后，有必要总结一下 threadlocal 的 api，其实很简单。
1.public void set(t value)：将值放入线程局部变量中
2.public t get()：从线程局部变量中获取值
3.public void remove()：从线程局部变量中移除值（有助于 jvm 垃圾回收）
4.protected t initialvalue()：返回线程局部变量中的初始值（默认为 null） 

为什么 initialvalue() 方法是 protected 的呢？就是为了提醒程序员们，这个方法是要你们来实现的，请给这个线程局部变量一个初始值吧。

了解了原理与这些 api，其实想想 threadlocal 里面不就是封装了一个 map 吗？自己都可以写一个 threadlocal 了，尝试一下吧。

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;
 }
}

以上完全山寨了一个 threadlocal，其中中定义了一个同步 map（为什么要这样？请读者自行思考），代码应该非常容易读懂。
下面用这 mythreadlocal 再来实现一把看看。

public class sequencec implements sequence {

 private static mythreadlocal<integer> numbercontainer = new mythreadlocal<integer>() {
  @override
  protected integer initialvalue() {
   return 0;
  }
 };

 public int getnumber() {
  numbercontainer.set(numbercontainer.get() + 1);
  return numbercontainer.get();
 }

 public static void main(string[] args) {
  sequence sequence = new sequencec();

  clientthread thread1 = new clientthread(sequence);
  clientthread thread2 = new clientthread(sequence);
  clientthread thread3 = new clientthread(sequence);

  thread1.start();
  thread2.start();
  thread3.start();
 }
}

以上代码其实就是将 threadlocal 替换成了 mythreadlocal，仅此而已，运行效果和之前的一样，也是正确的。
其实 threadlocal 可以单独成为一种设计模式，就看你怎么看了。 

threadlocal 具体有哪些使用案例呢？通过 threadlocal 存放 jdbc connection，以达到事务控制的能力。

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。