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ThreadLocal源码实现。

今天在FileInputStream源码中看到有ThreadLocal,之前一直没有理解过这个类,现在进行补充。

技术分享

ThreadLocal即为线程局部变量,它和同步机制处理的是不同的问题域,同步机制是为了同步多个线程对相同资源的并发访问,是为了多个线程之间进行通信;ThreadLocal是隔离多个线程的数据共享,根本上就没有多线程对资源的共享。所以如果需要多线程之间进行通信,那么需要同步机制;如果需要隔离多线程之间的资源共享冲突,就需要ThreadLocal。因此,ThreadLocal的使用场景是按照线程来单独使用某个对象,即每个线程都使用一个对象(变量),但是线程之间是隔离的,每个对象在相应的线程中都是独立的状态,与其他线程中的状态无关,相当于线程的专属变量。

比如有两个线程A和B,有一个资源或者变量apple,apple的初始值10,同步机制是这样的,当A.eatApple()后,apple的数量为9,B去eat的时候apple的数量就是9了;但是对于ThreadLocal来说,B去eat的时候apple的数量还是10,只有对A线程来说apple的数量是9,这也便是线程局部变量的意思。

 

  • protected T initialValue()返回该线程局部变量的初始值,该方法是一个protected的方法,显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法,在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行,并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。

protected T initialValue() {
return null;
}

  • void set(Object value)设置当前线程的线程局部变量的值。

public void set(T value) {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}

  • public T get()该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。
    • public T get() {
    • Thread t = Thread.currentThread();
    • ThreadLocalMap map = getMap(t);
      if (map != null) {
      ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
      if (e != null)
      return (T)e.value;
      }
      return setInitialValue();
      }

  • public void remove()将当前线程局部变量的值删除,目的是为了减少内存的占用,该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是,当线程结束后,对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收,所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作,但它可以加快内存回收的速度。

public void remove() {
ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
if (m != null)
m.remove(this);
}

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Spring的事务管理器中,对数据源获取的Connection放入了ThreadLocal中,程序执行完后由ThreadLocal中获取connection然后做commit和rollback,使用中,要保证程序通过DataSource获取的connection就是从spring中获取的,为什么要做这样的操作呢,因为业务代码完全由应用程序来决定,而框架不能要求业务代码如何去编写,否则就失去了框架不让业务代码去管理connection的好处了,此时业务代码被切入后,spring不会向业务代码区传入一个connection,它必须保存在一个地方,当底层通过ibatis、spring jdbc等框架获取同一个datasource的connection的时候,就会调用按照spring约定的规则去获取,由于执行过程都是在同一个线程中处理,从而获取到相同的connection,以保证commit、rollback以及业务操作过程中,使用的connection是同一个,因为只有同一个conneciton才能保证事务,否则数据库本身也是不支持的。

public class ConnectionUtil {
    private static ThreadLocal<Connection> tl = new ThreadLocal<Connection>();
    private static Connection initConn = null;
    static {
        try {
            initConn = DriverManager.getConnection("url, name and password");
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    public Connection getConn() {
        Connection c = tl.get();
        if(null == c) tl.set(initConn);
        return tl.get();
    }
    
}

1、Thread里面有个属性是一个类似于HashMap一样的东西,只是它的名字叫ThreadLocalMap,这个属性是default类型的,因此同一个package下面所有的类都可以引用到,因为是Thread的局部变量,所以每个线程都有一个自己单独的Map,相互之间是不冲突的,所以即使将ThreadLocal定义为static线程之间也不会冲突。

2、ThreadLocal和Thread是在同一个package下面,可以引用到这个类,可以对他做操作,此时ThreadLocal每定义一个,用this作为Key,你传入的值作为value,而this就是你定义的ThreadLocal,所以不同的ThreadLocal变量,都使用set,相互之间的数据不会冲突,因为他们的Key是不同的,当然同一个ThreadLocal做两次set操作后,会以最后一次为准。

3、综上所述,在线程之间并行,ThreadLocal可以像局部变量一样使用,且线程安全,且不同的ThreadLocal变量之间的数据毫无冲突。

这个ThreadLocal有啥坑呢,大家从前面应该可以看出来,这个ThreadLocal相关的对象是被绑定到一个Map中的,而这个Map是Thread线程的中的一个属性,那么就有一个问题是,如果你不自己remove的话或者说如果你自己的程序中不知道什么时候去remove的话,那么线程不注销,这些被set进去的数据也不会被注销。

反过来说,写代码中除非你清晰的认识到这个对象应该在哪里set,哪里remove,如果是模糊的,很可能你的代码中不会走remove的位置去,或导致一些逻辑问题,另外,如果不remove的话,就要等线程注销,我们在很多应用服务器中,线程是被复用的,因为在内核分配线程还是有开销的,因此在这些应用中线程很难会被注销掉,那么向ThreadLocal写入的数据自然很不容易被注销掉,这些可能在我们使用某些开源框架的时候无意中被隐藏用到,都有可能会导致问题,最后发现OOM得时候数据竟然来自ThreadLocalMap中,还不知道这些数据是从哪里设置进去的,所以你应当注意这个坑,可能不止一个人掉进这个坑里去过

 

下面来看一个hibernate中典型的ThreadLocal的应用: 

Java代码  技术分享
  1. private static final ThreadLocal threadSession = new ThreadLocal();  
  2.   
  3. public static Session getSession() throws InfrastructureException {  
  4.     Session s = (Session) threadSession.get();  
  5.     try {  
  6.         if (s == null) {  
  7.             s = getSessionFactory().openSession();  
  8.             threadSession.set(s);  
  9.         }  
  10.     } catch (HibernateException ex) {  
  11.         throw new InfrastructureException(ex);  
  12.     }  
  13.     return s;  
  14. }  


可以看到在getSession()方法中,首先判断当前线程中有没有放进去session,如果还没有,那么通过sessionFactory().openSession()来创建一个session,再将session set到线程中,实际是放到当前线程的ThreadLocalMap这个map中,这时,对于这个session的唯一引用就是当前线程中的那个ThreadLocalMap(下面会讲到),而threadSession作为这个值的key,要取得这个session可以通过threadSession.get()来得到,里面执行的操作实际是先取得当前线程中的ThreadLocalMap,然后将threadSession作为key将对应的值取出。这个session相当于线程的私有变量,而不是public的。 
显然,其他线程中是取不到这个session的,他们也只能取到自己的ThreadLocalMap中的东西。要是session是多个线程共享使用的,那还不乱套了。 
试想如果不用ThreadLocal怎么来实现呢?可能就要在action中创建session,然后把session一个个传到service和dao中,这可够麻烦的。或者可以自己定义一个静态的map,将当前thread作为key,创建的session作为值,put到map中,应该也行,这也是一般人的想法,但事实上,ThreadLocal的实现刚好相反,它是在每个线程中有一个map,而将ThreadLocal实例作为key,这样每个map中的项数很少,而且当线程销毁时相应的东西也一起销毁了,不知道除了这些还有什么其他的好处。 

 

参考: http://www.importnew.com/18077.html

ThreadLocal源码实现。