使用ThreadLocal的作用有哪些
本篇文章为大家展示了使用ThreadLocal的作用有哪些,内容简明扼要并且容易理解,绝对能使你眼前一亮,通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。
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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 ThreadLocalnumberContainer = new ThreadLocal () { @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{ private Map container = Collections.synchronizedMap(new HashMap ()); 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 MyThreadLocalnumberContainer = new MyThreadLocal () { @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。
上述内容就是使用ThreadLocal的作用有哪些,你们学到知识或技能了吗?如果还想学到更多技能或者丰富自己的知识储备,欢迎关注创新互联行业资讯频道。
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