热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 运维 > 正文

深入解析Java中ThreadLocal线程类的作用和用法

ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路,ThreadLocal并不是一个Thread,而是Thread的局部变量,本文就来深入解析Java中ThreadLocal线程类的作用和用法.

ThreadLocal与线程成员变量还有区别,ThreadLocal该类提供了线程局部变量。这个局部变量与一般的成员变量不一样,ThreadLocal的变量在被多个线程使用时候,每个线程只能拿到该变量的一个副本,这是Java API中的描述,通过阅读API源码,发现并非副本,副本什么概念?克隆品? 或者是别的样子,太模糊。
 
准确的说,应该是ThreadLocal类型的变量内部的注册表(Map)发生了变化,但ThreadLocal类型的变量本身的确是一个,这才是本质!
 
下面就做个例子:
 
一、标准例子
 
定义了MyThreadLocal类,创建它的一个对象tlt,分别给四个线程使用,结果四个线程tlt变量并没有出现共用现象,二是各用各的,这说明,四个线程使用的是tlt的副本(克隆品)。

 
/** 
* 使用了ThreadLocal的类 
*/ 
public class MyThreadLocal { 
    //定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 
    private ThreadLocal tl = new ThreadLocal() { 
        @Override 
        protected Integer initialValue() { 
            return 0; 
        } 
    }; 

    public Integer getNextNum() { 
        //将tl的值获取后加1,并更新设置t1的值 
        tl.set(tl.get() + 1); 
        return tl.get(); 
    } 
}

 

/** 
* 测试线程 
*/ 
public class TestThread extends Thread { 
    private MyThreadLocal tlt = new MyThreadLocal(); 

    public TestThread(MyThreadLocal tlt) { 
        this.tlt = tlt; 
    } 

    @Override 
    public void run() { 
        for (int i = 0; i <3; i++) { 
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + tlt.getNextNum()); 
        } 
    } 
}

 

/** 
* ThreadLocal测试 
*/ 
public class Test { 
    public static void main(String[] args) { 
        MyThreadLocal tlt = new MyThreadLocal(); 
        Thread t1 = new TestThread(tlt); 
        Thread t2 = new TestThread(tlt); 
        Thread t3 = new TestThread(tlt); 
        Thread t4 = new TestThread(tlt); 
        t1.start(); 
        t2.start(); 
        t3.start(); 
        t4.start(); 

    } 
}

 
可以看出,三个线程各自独立编号,互不影响:

Thread-0 1 
Thread-1 1 
Thread-0 2 
Thread-1 2 
Thread-0 3 
Thread-1 3 
Thread-2 1 
Thread-3 1 
Thread-2 2 
Thread-3 2 
Thread-2 3 
Thread-3 3 


Process finished with exit code 0

 
tlt对象是一个,废话tl对象也是一个,因为组合关系是一对一的。但是tl对象内部的Map随着线程的增多,会创建很多Integer对象。只是Integer和int已经通用了。所以感觉不到Integer的对象属性。
 
二、不用ThreadLocal
 
假如不用ThreadLocal,只需要将MyThreadLocal类重新定义为:


/** 
* 使用了ThreadLocal的类 
*/ 
public class MyThreadLocal { 
    private Integer t1 = 0; 
    public Integer getNextNum(){ 
        return t1=t1+1; 
    } 



//    定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 
//    private ThreadLocal tl = new ThreadLocal() { 
//        @Override 
//        protected Integer initialValue() { 
//            return 0; 
//        } 
//    }; 
// 
//    public Integer getNextNum() { 
//        //将tl的值获取后加1,并更新设置t1的值 
//        tl.set(tl.get() + 1); 
//        return tl.get(); 
//    } 
}

 
然后运行测试:

Thread-2 1 
Thread-2 2 
Thread-1 4 
Thread-1 6 
Thread-3 3 
Thread-3 9 
Thread-3 10 
Thread-1 8 
Thread-0 7 
Thread-0 11 
Thread-0 12 
Thread-2 5 

Process finished with exit code 0

 
从这里可以看出,四个线程共享了tlt变量,结果每个线程都直接修改tlt的属性。
 
三、自己实现个ThreadLocal
 

package com.lavasoft.test2; 

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

/** 
* 使用了ThreadLocal的类 
*/ 
public class MyThreadLocal { 

    //定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 
    private com.lavasoft.test2.ThreadLocal tl = new com.lavasoft.test2.ThreadLocal() { 
        @Override 
        protected Integer initialValue() { 
            return 0; 
        } 
    }; 

    public Integer getNextNum() { 
        //将tl的值获取后加1,并更新设置t1的值 
        tl.set(tl.get() + 1); 
        return tl.get(); 
    } 
} 

class ThreadLocal { 
    private Map map = Collections.synchronizedMap(new HashMap()); 

    public ThreadLocal() { 
    } 

    protected T initialValue() { 
        return null; 
    } 

    public T get() { 
        Thread t = Thread.currentThread(); 
        T obj = map.get(t); 
        if (obj == null && !map.containsKey(t)) { 
            obj = initialValue(); 
            map.put(t, obj); 
        } 
        return obj; 
    } 

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

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

 
运行测试:

Thread-0 1 
Thread-0 2 
Thread-0 3 
Thread-2 1 
Thread-2 2 
Thread-3 1 
Thread-2 3 
Thread-3 2 
Thread-1 1 
Thread-3 3 
Thread-1 2 
Thread-1 3 

Process finished with exit code 0

 
很意外,这个山寨版的ThreadLocal也同样运行很好,实现了JavaAPI中ThreadLocal的功能。
 
四、透过现象看本质
 
其实从程序角度看,tlt变量的确是一个,毫无疑问的。但是为什么打印出来的数字就互不影响呢?
是因为使用了Integer吗?-----不是。
原因是:protected T initialValue()和get(),因为每个线程在调用get()时候,发现Map中不存在就创建。调用它的时候,就创建了一个新变量,类型为T。每次都新建,当然各用个的互不影响了。
为了看清本质,将Integer换掉,重写部分类:
 

package com.lavasoft.test2; 

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

/** 
* 使用了ThreadLocal的类 
*/ 
public class MyThreadLocal { 

    //定义了一个ThreadLocal变量,用来保存int或Integer数据 
    //    private ThreadLocal tl = new ThreadLocal() { 
    private com.lavasoft.test2.ThreadLocal tl = new com.lavasoft.test2.ThreadLocal() { 
        @Override 
        protected Bean initialValue() { 
            return new Bean(); 
        } 
    }; 

    @Override 
    public String toString() { 
        return "MyThreadLocal{" + 
                "tl=" + tl + 
                '}'; 
    } 

    public Bean getBean() { 
        return tl.get(); 
    } 

} 

class ThreadLocal { 
    private Map map = Collections.synchronizedMap(new HashMap()); 

    public ThreadLocal() { 
    } 

    protected T initialValue() { 
        return null; 
    } 

    public T get() { 
        Thread t = Thread.currentThread(); 
        T obj = map.get(t); 
        if (obj == null && !map.containsKey(t)) { 
            obj = initialValue(); 
            map.put(t, obj); 
        } 
        return obj; 
    } 

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

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

 

package com.lavasoft.test2; 

/** 
* 测试Bean 
*/ 
public class Bean { 
    private String id = "0"; 
    private String name = "none"; 

    public Bean() { 
    } 

    public Bean(String id, String name) { 
        this.id = id; 
        this.name = name; 
    } 

    public String getId() { 
        return id; 
    } 

    public void setId(String id) { 
        this.id = id; 
    } 

    public String getName() { 
        return name; 
    } 

    public void setName(String name) { 
        this.name = name; 
    } 

    public String showinfo() { 
        return "Bean{" + 
                "id='" + id + '\'' + 
                ", name='" + name + '\'' + 
                '}'; 
    } 
}

 

package com.lavasoft.test2; 

/** 
* 测试线程 
*/ 
public class TestThread extends Thread { 
    private MyThreadLocal tlt = new MyThreadLocal(); 

    public TestThread(MyThreadLocal tlt) { 
        this.tlt = tlt; 
    } 

    @Override 
    public void run() { 
        System.out.println(">>>>>:" + tlt); 
        for (int i = 0; i <3; i++) { 
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" +tlt.getBean()+"\t"+tlt.getBean().showinfo()); 
        } 
    } 
}

 
然后运行测试:

>>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} 
>>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} 
>>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} 
>>>>>:MyThreadLocal{tl=com.lavasoft.test2.MyThreadLocal$1@1de3f2d} 
Thread-1 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 
Thread-2 com.lavasoft.test2.Bean@fe64b9 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-3 com.lavasoft.test2.Bean@186db54 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-2 com.lavasoft.test2.Bean@fe64b9 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-2 com.lavasoft.test2.Bean@fe64b9 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-0 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 
Thread-3 com.lavasoft.test2.Bean@186db54 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-3 com.lavasoft.test2.Bean@186db54 Bean{id='0', name='none'} 
Thread-1 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 
Thread-0 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 
Thread-0 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 
Thread-1 com.lavasoft.test2.Bean@291aff Bean{id='0', name='none'} 


Process finished with exit code 0

 
从打印结果很清楚的看到,MyThreadLocal的tlt对象的确是一个,tlt对象里的ThreadLocal的tl对象也是一个,但是,将t1t给每个线程用的时候,线程会重新创建Bean对象加入到ThreadLocal的Map中去使用。


关于ThreadLocal的几个误区:
一、ThreadLocal是java线程的一个实现

ThreadLocal的确是和java线程有关,不过它并不是java线程的一个实现,它只是用来维护本地变量。针对每个线程,提供自己的变量版本,主要是为了避免线程冲突,每个线程维护自己的版本。彼此独立,修改不会影响到对方。

二、ThreadLocal是相对于每个session的

ThreadLocal顾名思义,是针对线程。在java web编程上,每个用户从开始到会话结束,都有自己的一个session标识。但是ThreadLocal并不是在会话层上。其实,Threadlocal是独立于用户session的。它是一种服务器端行为,当服务器每生成一个新的线程时,就会维护自己的ThreadLocal。

对于这个误解,个人认为应该是开发人员在本地基于一些应用服务器测试的结果。众所周知,一般的应用服务器都会维护一套线程池,也就是说,对于每次访问,并不一定就新生成一个线程。而是自己有一个线程缓存池。对于访问,先从缓存池里面找到已有的线程,如果已经用光,才去新生成新的线程。

所以,由于开发人员自己在测试时,一般只有他自己在测,这样服务器的负担很小,这样导致每次访问可能是共用同样一个线程,导致会有这样的误解:每个session有一个ThreadLocal

三、ThreadLocal是相对于每个线程的,用户每次访问会有新的ThreadLocal

理论上来说,ThreadLocal是的确是相对于每个线程,每个线程会有自己的ThreadLocal。但是上面已经讲到,一般的应用服务器都会维护一套线程池。因此,不同用户访问,可能会接受到同样的线程。因此,在做基于TheadLocal时,需要谨慎,避免出现ThreadLocal变量的缓存,导致其他线程访问到本线程变量

四、对每个用户访问,ThreadLocal可以多用

可以说,ThreadLocal是一把双刃剑,用得来的话可以起到非常好的效果。但是,ThreadLocal如果用得不好,就会跟全局变量一样。代码不能重用,不能独立测试。因为,一些本来可以重用的类,现在依赖于ThreadLocal变量。如果在其他没有ThreadLocal场合,这些类就变得不可用了。个人觉得ThreadLocal用得很好的几个应用场合,值得参考

1、存放当前session用户:quake want的jert

2、存放一些context变量,比如webwork的ActionContext

3、存放session,比如Spring hibernate orm的session


推荐阅读
  • 如何在PHP中准确获取服务器IP地址?
    如何在PHP中准确获取服务器IP地址? ... [详细]
  • SecureCRT是一款功能强大的终端仿真软件,支持SSH1和SSH2协议,适用于在Windows环境下高效连接和管理Linux服务器。该工具不仅提供了稳定的连接性能,还具备丰富的配置选项,能够满足不同用户的需求。通过SecureCRT,用户可以轻松实现对远程Linux系统的安全访问和操作。 ... [详细]
  • 在使用USB接口的二维条码扫描器时,发现其无法正确识别条码中的中文字符。然而,采用串口连接的方式则能够成功识别。目前面临的问题是如何将通过串口获取的数据在网页中进行实时展示,希望各位专家能提供解决方案,不胜感激。 ... [详细]
  • 本文介绍了如何利用Shell脚本高效地部署MHA(MySQL High Availability)高可用集群。通过详细的脚本编写和配置示例,展示了自动化部署过程中的关键步骤和注意事项。该方法不仅简化了集群的部署流程,还提高了系统的稳定性和可用性。 ... [详细]
  • 在数据存储领域,磁盘介质是至关重要的组件,所有的数据和信息都需要存储在磁盘上。数据读取速度主要取决于磁盘与系统的连接接口。传统的数据存储方案通常采用SCSI或SATA接口的硬盘来实现。然而,随着技术的发展,新的接口类型如NVMe和SAS已经逐渐成为高性能存储的主流选择,这些接口能够显著提升数据传输速率和系统响应速度。 ... [详细]
  • 为了确保iOS应用能够安全地访问网站数据,本文介绍了如何在Nginx服务器上轻松配置CertBot以实现SSL证书的自动化管理。通过这一过程,可以确保应用始终使用HTTPS协议,从而提升数据传输的安全性和可靠性。文章详细阐述了配置步骤和常见问题的解决方法,帮助读者快速上手并成功部署SSL证书。 ... [详细]
  • 在配置Nginx的SSL证书后,虽然HTTPS访问能够正常工作,但HTTP请求却会遇到400错误。本文详细解析了这一问题,并提供了Nginx配置的具体示例。此外,还深入探讨了DNS服务器证书、SSL证书的申请与安装流程,以及域名注册、查询方法和CDN加速技术的应用,帮助读者全面了解相关技术细节。 ... [详细]
  • Maven Web项目创建时JSP文件常见错误及解决方案
    Maven Web项目创建时JSP文件常见错误及解决方案 ... [详细]
  • 该大学网站采用PHP和MySQL技术,在校内可免费访问某些外部收费资料数据库。为了方便学生校外访问,建议通过学校账号登录实现免费访问。具体方案可包括利用学校服务器作为代理,结合身份验证机制,确保合法用户在校外也能享受免费资源。 ... [详细]
  • Java Socket 关键参数详解与优化建议
    Java Socket 的 API 虽然被广泛使用,但其关键参数的用途却鲜为人知。本文详细解析了 Java Socket 中的重要参数,如 backlog 参数,它用于控制服务器等待连接请求的队列长度。此外,还探讨了其他参数如 SO_TIMEOUT、SO_REUSEADDR 等的配置方法及其对性能的影响,并提供了优化建议,帮助开发者提升网络通信的稳定性和效率。 ... [详细]
  • 帝国CMS中的信息归档功能详解及其重要性
    本文详细解析了帝国CMS中的信息归档功能,并探讨了其在内容管理中的重要性。通过归档功能,用户可以有效地管理和组织大量内容,提高网站的运行效率和用户体验。此外,文章还介绍了如何利用该功能进行数据备份和恢复,确保网站数据的安全性和完整性。 ... [详细]
  • 本文深入探讨了如何选择适合业务需求的MySQL存储引擎,详细解析了不同存储引擎的特点、适用场景及其在数据存储和管理中的优势。通过对比InnoDB、MyISAM等主流引擎,为读者提供了全面的技术指导和专业建议,帮助开发者在实际应用中做出明智的选择。 ... [详细]
  • 如何在Windows 7系统中配置和设置无线路由器?
    随着无线设备的普及,如智能手机和平板电脑,WiFi已成为日常生活中的必备功能。许多家庭拥有无线路由器,但不清楚如何正确设置。本文将详细介绍如何在Windows 7系统中配置和设置无线路由器,帮助用户轻松实现稳定高效的无线网络连接。 ... [详细]
  • 在List和Set集合中存储Object类型的数据元素 ... [详细]
  • 海豚加速器连接超时问题如何解决?
    海豚加速器连接超时问题如何解决?近期有用户反映,在使用海豚加速器时频繁遇到无法连接或连接失败的情况。为了解决这一问题,我们提供以下几种方法供参考。首先,尝试重启设备,这有助于清除临时故障并恢复网络连接。此外,检查网络设置和防火墙配置,确保没有阻止加速器的正常运行。如果问题依旧存在,建议联系客服获取专业支持。 ... [详细]
author-avatar
菁菁da小姐认_194
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有