ThreadLocal详解

  ThreadLocal翻译成中文比较准确的叫法应该是:线程局部变量。

  这个玩意有什么用处,或者说为什么要有这么一个东东?先解释一下,在并发编程的时候,成员变量如果不做任何处理其实是线程不安全的,各个线程都在操作同一个变量,显然是不行的,并且我们也知道volatile这个关键字也是不能保证线程安全的。那么在有一种情况之下,我们需要满足这样一个条件:变量是同一个,但是每个线程都使用同一个初始值,也就是使用同一个变量的一个新的副本。这种情况之下ThreadLocal就非常使用,比如说DAO的数据库连接,我们知道DAO是单例的,那么他的属性Connection就不是一个线程安全的变量。而我们每个线程都需要使用他,并且各自使用各自的。这种情况,ThreadLocal就比较好的解决了这个问题。

  我们从源码的角度来分析这个问题。

  首先定义一个ThreadLocal:

public final class ConnectionUtil {

    private ConnectionUtil() {}

    private static final ThreadLocal<Connection> conn = new ThreadLocal<>();

    public static Connection getConn() {
        Connection con = conn.get();
        if (con == null) {
            try {
                Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
                con = DriverManager.getConnection("url", "userName", "password");
                conn.set(con);
            } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
                // ...
            }
        }
        return con;
    }

}

 

  这样子,都是用同一个连接,但是每个连接都是新的,是同一个连接的副本。

  那么实现机制是如何的呢?

  1、每个Thread对象内部都维护了一个ThreadLocalMap这样一个ThreadLocal的Map,可以存放若干个ThreadLocal。

    /* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
     * by the ThreadLocal class. */
    ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

  2、当我们在调用get()方法的时候,先获取当前线程,然后获取到当前线程的ThreadLocalMap对象,如果非空,那么取出ThreadLocal的value,否则进行初始化,初始化就是将initialValue的值set到ThreadLocal中。

    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();
    }

  3、当我们调用set()方法的时候,很常规,就是将值设置进ThreadLocal中。

  4、总结:当我们调用get方法的时候,其实每个当前线程中都有一个ThreadLocal。每次获取或者设置都是对该ThreadLocal进行的操作,是与其他线程分开的。

  5、应用场景:当很多线程需要多次使用同一个对象,并且需要该对象具有相同初始化值的时候最适合使用ThreadLocal。

  6、其实说再多也不如看一下源码来得清晰。如果要看源码,其中涉及到一个WeakReference和一个Map,这两个地方需要了解下,这两个东西分别是a.Java的弱引用,也就是GC的时候会销毁该引用所包裹(引用)的对象,这个threadLocal作为key可能被销毁,但是只要我们定义成他的类不卸载,tl这个强引用就始终引用着这个ThreadLocal的,永远不会被gc掉。b.和HashMap差不多。

  事实上,从本质来讲,就是每个线程都维护了一个map,而这个map的key就是threadLocal,而值就是我们set的那个值,每次线程在get的时候,都从自己的变量中取值,既然从自己的变量中取值,那肯定就不存在线程安全问题,总体来讲,ThreadLocal这个变量的状态根本没有发生变化,他仅仅是充当一个key的角色,另外提供给每一个线程一个初始值。如果允许的话,我们自己就能实现一个这样的功能,只不过恰好JDK就已经帮我们做了这个事情。

posted @ 2015-12-09 23:46 神一样的存在 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏