文档章节

深入理解ThreadLocal

l
 lry77
发布于 2015/11/26 16:21
字数 1845
阅读 41
收藏 0

学习一个东西首先要知道为什么要引入它,就是我们能用它来干什么。所以我们先来看看ThreadLocal对我们到底有什么用,然后再来看看它的实现原理。

ThreadLocal如果单纯从名字上来看像是“本地线程"这么个意思,只能说这个名字起的确实不太好,很容易让人产生误解,ThreadLocalVariable(线程本地变量)应该是个更好的名字。我们先看一下官方对ThreadLocal的描述:

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。
我们从中摘出要点:


1、每个线程都有自己的局部变量

    每个线程都有一个独立于其他线程的上下文来保存这个变量,一个线程的本地变量对其他线程是不可见的(有前提,后面解释)

2、独立于变量的初始化副本

    ThreadLocal可以给一个初始值,而每个线程都会获得这个初始化值的一个副本,这样才能保证不同的线程都有一份拷贝。

3、状态与某一个线程相关联

    ThreadLocal 不是用于解决共享变量的问题的,不是为了协调线程同步而存在,而是为了方便每个线程处理自己的状态而引入的一个机制,理解这点对正确使用ThreadLocal至关重要。

我们先看一个简单的例子:



public class ThreadLocalTest {
         
        //创建一个Integer型的线程本地变量
    public static final ThreadLocal<Integer> local = new ThreadLocal<Integer>() {
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return 0;
        }
    };
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread[] threads =new Thread[5];
        for(int j =0; j <5; j++) {       
               threads[j] =new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                                        //获取当前线程的本地变量,然后累加5次
                    int num = local.get();
                    for(int i =0; i <5; i++) {
                        num++;
                    }
                                        //重新设置累加后的本地变量
                    local.set(num);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" : "+ local.get());
 
                }
            },"Thread-"+ j);
        }
 
        for(Thread thread : threads) {
            thread.start();
        }
    }
}



运行后结果:

Thread-0 : 5
Thread-4 : 5
Thread-2 : 5
Thread-1 : 5
Thread-3 : 5

我们看到,每个线程累加后的结果都是5,各个线程处理自己的本地变量值,线程之间互不影响。

我们再来看一个例子:


public class ThreadLocalTest {
    private static Index num =new Index();
        //创建一个Index类型的本地变量
    private static ThreadLocal<Index> local =new ThreadLocal<Index>() {
        @Override
        protected Index initialValue() {
            return num;
        }
    };
 
    public static void main(String[] args)throws InterruptedException {
        Thread[] threads =new Thread[5];
        for(intj =0; j <5; j++) {
            threads[j] =new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                                        //取出当前线程的本地变量,并累加1000次
                    Index index = local.get();
                    for(int i =0; i <1000; i++) {                                         
                        index.increase();
                    }
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +" : "+ index.num);
 
                }
            },"Thread-"+ j);
        }
        for(Thread thread : threads) {
            thread.start();
        }
    }
 
    static class Index {
        int num;
 
        public void increase() {
            num++;
        }
    }
}



执行后我们发现结果如下(每次运行还都不一样):


Thread-0 : 1390
Thread-2 : 2390
Thread-4 : 4390
Thread-3 : 3491
Thread-1 : 1390

这次为什么线程本地变量又失效了呢?大家可以仔细观察上面代码自己先找一下原因。

-----------------------------------------------低调的分割线-------------------------------------------

让我们再来回味一下 “ThreadLocal可以给一个初始值,而每个线程都会获得这个初始化值的一个副本” 这句话。“初始值的副本。。。”,貌似想起点什么。我们再来看一下上面代码中定义ThreadLocal的地方


privatestaticIndex num =newIndex();
    privatestaticThreadLocal<Index> local =newThreadLocal<Index>() {
        @Override
        protectedIndex initialValue() {
            returnnum;      // 注意这里,返回的是已经定义好的对象num,而不是new Index()
        }
    };



 上面代码中,我们通过覆盖initialValue函数来给我们的ThreadLocal提供初始值,每个线程都会获取这个初始值的一个副本。而现在我们的初始值是一个定义好的一个对象,num是这个对象的引用.换句话说我们的初始值是一个引用。引用的副本和引用指向的不就是同一个对象吗?

如果我们想给每一个线程都保存一个Index对象应该怎么办呢?那就是创建对象的副本而不是对象引用的副本:

?
1
2
3
4
5
6
privatestaticThreadLocal<Index> local =newThreadLocal<Index>() {
        @Override
        protectedIndex initialValue() {
            returnnewIndex();//注意这里
        }
    };

对象的拷贝图示:

  

现在我们应该能明白ThreadLocal本地变量的含义了吧。接下来我们就来看看ThreadLocal的源码,从内部来揭示它的神秘面纱。

ThreadLocal有一个内部类ThreadLocalMap,这个类的实现占了整个ThreadLocal类源码的一多半。这个ThreadLocalMap的作用非常关键,它就是线程真正保存线程自己本地变量的容器。每一个线程都有自己的单独的一个ThreadLocalMap实例,其所有的本地变量都会保存到这一个map中。现在就让我们从ThreadLocal的get和set这两个最常用的方法开始分析:


publicT get() {
    //获取当前执行线程
    Thread t = Thread.currentThread();
    //取得当前线程的ThreadLocalMap实例
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //如果map不为空,说明该线程已经有了一个ThreadLocalMap实例
    if(map !=null) {
        //map中保存线程的所有的线程本地变量,我们要去查找当前线程本地变量
        ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
        //如果当前线程本地变量存在这个map中,则返回其对应的值
        if(e !=null)
            return(T)e.value;
    }
    //如果map不存在或者map中不存在当前线程本地变量,返回初始值
    returnsetInitialValue();
}



强调一下:Thread对象都有一个ThreadLocalMap类型的属性threadLocals,这个属性是专门用于保存自己所有的线程本地变量的。这个属性在线程对象初始化的时候为null。所以对一个线程对象第一次使用线程本地变量的时候,需要对这个threadLocals属性进行初始化操作。注意要区别 “线程第一次使用本地线程变量”和“第一次使用某一个线程本地线程变量”。

getMap方法:

?
1
2
3
4
//直接返回线程对象的threadLocals属性
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
        returnt.threadLocals;
    }


setInitialValue方法:(看完后再回顾一下之前的那个例子)


privateT setInitialValue() {
    //获取初始化值,initialValue 就是我们之前覆盖的方法
    T value = initialValue();
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    //如果map不为空,将初始化值放入到当前线程的ThreadLocalMap对象中
    if(map !=null)
        map.set(this, value);
    else
        //当前线程第一次使用本地线程变量,需要对map进行初始化工作
        createMap(t, value);
    //返回初始化值
    returnvalue;
}



我们再来看一下set方法


publicvoidset(T value) {
     Thread t = Thread.currentThread();
     ThreadLocalMap map = getMap(t);
 
     if(map !=null)
         map.set(this, value);
     //说明线程第一次使用线程本地变量(注意这里的第一次含义)
     else
         createMap(t, value);
 }



ThradLocal还有一个remove方法,让我们来分析一下:


publicvoidremove() {
     //获取当前线程的ThreadLocalMap对象
     ThreadLocalMap m = getMap(Thread.currentThread());
     //如果map不为空,则删除该本地变量的值
     if(m !=null)
         m.remove(this);
 }



到这里大家应该对ThreadLocal变量比较清晰了,至于ThradLocalMap的实现细节这里就不在说了。大家有兴趣可以自己去看ThreadLocal的源码。


本文转载自:http://my.oschina.net/clopopo/blog/149368

l
粉丝 1
博文 135
码字总数 88749
作品 0
南京
私信 提问

暂无文章

从零基础到拿到网易Java实习offer,我做对了哪些事

作为一个非科班小白,我在读研期间基本是自学Java,从一开始几乎零基础,只有一点点数据结构和Java方面的基础,到最终获得网易游戏的Java实习offer,我大概用了半年左右的时间。本文将会讲到...

Java技术江湖
昨天
4
0
程序性能checklist

程序性能checklist

Moks角木
昨天
6
0
VUE 计算属性

本文转载于:专业的前端网站▶VUE 计算属性 1、示例代码 <!DOCTYPE html><html lang="zh"> <head> <meta charset="UTF-8" /> <title>vue示例</title> </hea......

前端老手
昨天
5
0
快速搭建LNMT平台和环境部署 Tomcat详解

Tomcat部署的基本概念 1. CATALINA_HOME与CATALINA_BASE分别指什么?     CATALINA_HOME指的是Tomcat的安装目录     bin:\\Tomcat一些脚本存放目录,比如启动脚本startup.bat/start...

网络小虾米
昨天
6
0
float浮动

float浮动 float浮动概念及原理: 文档流:文档流是文档中可显示对象在排列时所占用的位置。 加浮动的元素,会脱离文档流,会沿父容器靠左或靠右排列,如果之前已经有浮动的元素,会挨着浮动...

studywin
昨天
7
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部