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ThreadLocal小记

2024-08-02 14:39:45   222人阅读

API:

public class ThreadLocal<T>
     

      extends 
      Object

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。

每个线程都保持对其线程局部变量副本的隐式引用，只要线程是活动的并且 ThreadLocal 实例是可访问的；在线程消失之后，其线程局部实例的所有副本都会被垃圾回收（除非存在对这些副本的其他引用）。


Method:

initialValue

protected T initialValue()
返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”。线程第一次使用 get() 方法访问变量时将调用此方法，但如果线程之前调用了 set(T) 方法，则不会对该线程再调用 initialValue 方法。通常，此方法对每个线程最多调用一次，但如果在调用get() 后又调用了remove()，则可能再次调用此方法。

该实现返回 null；如果程序员希望线程局部变量具有 null 以外的值，则必须为 ThreadLocal 创建子类，并重写此方法。通常将使用匿名内部类完成此操作。

返回：
返回此线程局部变量的初始值

get

public T get()
返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。如果变量没有用于当前线程的值，则先将其初始化为调用 initialValue() 方法返回的值。
返回：
此线程局部变量的当前线程的值

set

public 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。大部分子类不需要重写此方法，它们只依靠 initialValue() 方法来设置线程局部变量的值。
参数：
value - 存储在此线程局部变量的当前线程副本中的值。

remove

public void remove()
移除此线程局部变量当前线程的值。如果此线程局部变量随后被当前线程 读取，且这期间当前线程没有 设置其值，则将调用其 initialValue() 方法重新初始化其值。这将导致在当前线程多次调用initialValue 方法。


例1：

package com.example;

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SafeTask implements Runnable{
	private static ThreadLocal<Date> startDate= new ThreadLocal<Date>() {
	    protected Date initialValue(){
	      return new Date();
	    }
	  };
		
	
	@Override
	public void run() {
		
	    System.out.printf("Starting Thread: %s : %s\n",Thread.currentThread().getId(),startDate.get());
	    try {
	      TimeUnit.SECONDS.sleep( (int)Math.rint(Math.random()*10));
	    } catch (InterruptedException e) {
	      e.printStackTrace();
	    }
	    System.out.printf("Thread Finished: %s : %s\n",Thread.currentThread().getId(),startDate.get());
		
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SafeTask task=new SafeTask();
	    for (int i=0; i<3; i++){
	      Thread thread=new Thread(task);
	      thread.start();
	      try {
	        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
	      } catch (InterruptedException e) {
	        e.printStackTrace();
	      }
	    }
	  }

}

运行结果：

Starting Thread: 15 : Mon Nov 17 13:36:33 CST 2014
Starting Thread: 17 : Mon Nov 17 13:36:35 CST 2014
Thread Finished: 17 : Mon Nov 17 13:36:35 CST 2014
Starting Thread: 18 : Mon Nov 17 13:36:37 CST 2014
Thread Finished: 15 : Mon Nov 17 13:36:33 CST 2014
Thread Finished: 18 : Mon Nov 17 13:36:37 CST 2014


从结果，可以看到，三个线程各自存储和访问各自维护的startDate局部变量。


解析：

ThreadLocal有一个内部静态类ThreadLocalMap来管理线程中的变量，可以简单的将其理解成一个Map。

而Map中存放的指的方式是：用当前的线程来做为KEY，线程对应的变量值作为VALUE。

当某一线程要获取当前变量的值时，就使用ThreadLocal.get()方法，通过线程自身作为KEY，去ThreadLocalMap中查找对应的值。

这样就可以解释“每个线程都保持对其线程局部变量副本的隐式引用”。

而为了使每个线程都可以使用该变量的副本使用，“ThreadLocal 实例通常是类中的 private static 字段”。



为了更好的理解ThreadLocal这种机制，请看下面的例子。

例2：

package com.example;

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class SafeTask implements Runnable{

	private static ThreadLocal<Date> startDate = new ThreadLocal<Date>();
		
	
	@Override
	public void run() {
	    startDate = new ThreadLocal<Date>();
	    startDate.set(new Date());
	    System.out.printf("Thread: %s new startDate.\n", Thread.currentThread().getId());
	    System.out.printf("Starting Thread: %s : %s\n",Thread.currentThread().getId(),startDate.get());
	    try {
	      TimeUnit.SECONDS.sleep( (int)Math.rint(Math.random()*10));
	    } catch (InterruptedException e) {
	      e.printStackTrace();
	    }
	    System.out.printf("Thread Finished: %s : %s\n",Thread.currentThread().getId(),startDate.get());
		
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SafeTask task=new SafeTask();
	    for (int i=0; i<3; i++){
	      Thread thread=new Thread(task);
	      thread.start();
	      try {
	        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
	      } catch (InterruptedException e) {
	        e.printStackTrace();
	      }
	    }
	  }

}

执行结果：

Thread: 15 new startDate.
Starting Thread: 15 : Mon Nov 17 13:55:16 CST 2014
Thread: 17 new startDate.
Starting Thread: 17 : Mon Nov 17 13:55:18 CST 2014
Thread Finished: 15 : null
Thread Finished: 17 : Mon Nov 17 13:55:18 CST 2014
Thread: 18 new startDate.
Starting Thread: 18 : Mon Nov 17 13:55:20 CST 2014
Thread Finished: 18 : Mon Nov 17 13:55:20 CST 2014

为什么例2的结果中会出现null呢？

原因就在于，代码在线程中重新创建来ThreadLocal

startDate = new ThreadLocal<Date>();
这样做，就导致了startDate指向了新的ThreadLocal对象，那么之前存放在其中的副本就丢失了，所以才会出现null的情况。


通过以上的例子，我们就能理解为什么ThreadLocal 实例通常是类中的 private static 字段。

我们需要明白，每个线程中变量的副本，是通过线程的KEY和变量的VALUE存放在ThreadLocalMap中，而不是说，为每个线程建立ThreadLocal。

就类而言，他实际只维护和管理着一个ThreadLocal。


PS：代码部分截取来自《Java 7 Concurrency Cookbook》

ThreadLocal小记


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