ThreadLocal线程局部变量的使用
ThreadLocal: 线程局部变量
一）、ThreadLocal的引入
用途：是解决多线程间并发访问的方案，不是解决数据共享的方案。
特点：每个线程提供变量的独立副本，所有的线程使用同一个ThreadLocal,
通过ThreadLocal来创建自己的独立副本。
好处： 解决多个线程使用同一个引用可能出现的问题。
例如：使用SimpleDateFormat进行日期装换
声明 public static SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")将日期转换对象声明为所有线程共有。
SimpleDateFormat内部维护一个Calendar对象，该对象用于存储 sdf.parse(dateStr)或sdf.format(date)的信息，通过clear()来清除设置信息，通过getTime()来获取日期信息，因为sdf为所有的线程共有，因此所有的线
均指向同一个Calendar引用，当线程A执行完Calendar.clear（），后线程的执权到达线程B中，线程B也执行了Calendar.claer（），之后执行Calendar.getTime()得到装换的日期类，此时线程的执行权到达线程A中
此时线程A打印的是线程B的时间，如果线程B执行完Calendar.claer（）后执行权被线程A抢夺，就会出现java.lang.NumberFormatException异常。
解决：每一个线程使用一个自己的SimpleDateFomat副本，每一个线程有自己的
Calendar
二）、使用ThreadLocal创建独立副本的步骤
1).创建ThreadLocal
//T: 创建独立副本的变量类型。
ThreadLocal<t> threadLocal = new ThreadLocal<T>();
public ThreadLocal() {
}
2).通过set()设置当前线程的独立副本
threadLocal.set(T t)
public void set(T value) {
//1.获取当前的线程对象
Thread t = Thread.currentThread();
//2.获取当前线程对象的map集合
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null)
map.set(this, value);
else
createMap(t, value);
}
ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
// threaLocals是一个ThreadLocalMap对象。ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals
return t.threadLocals;
}
private void set(ThreadLocal<?> key, Object value) {
// We don't use a fast path as with get() because it is at
// least as common to use set() to create new entries as
// it is to replace existing ones, in which case, a fast
// path would fail more often than not.
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
ThreadLocal<?> k = e.get();
if (k == key) {
e.value = value;
return;
}
if (k == null) {
replaceStaleEntry(key, value, i);
return;
}
}
tab[i] = new Entry(key, value);
int sz = ++size;
if (!cleanSomeSlots(i, sz) && sz >= threshold)
rehash();
}
3.通过get()获取当前线程的独立副本
threadLocal.get()
public T get() {
Thread t = Thread.currentThread();
ThreadLocalMap map = getMap(t);
if (map != null) {
ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
if (e != null) {
@SuppressWarnings("unchecked")
T result = (T)e.value;
return result;
}
}
return setInitialValue();
}
三）、使用普通方法实现多线程日期转换
package com;
/**
* author:chenxuebing
* Date:2019/11/1
* Time:13:51
*/
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* 不使用ThreadLocal进行时间装换时出现的问题
* 多个线程共同使用一个sdf对象，SimpleDataFormat内部维护着一个Caledar对象
* Caledar对象存储着parse(dateStr)或format(date)中dateStr、date的信息
* Caledar执行两个操作
* claer(); 清楚维护的date或dateStr的信息
* getTime(); 获取date
*
* 当所有的线程共用一个SimpleDateFormat对象时，使用同一个Calendar引用
* 此时，出现问题：
* 线程A调用parse(), 并没有getTime（），此时轮到了线程B执行parse(),线程B执行完后也clear(),线程A, getTime（）
* 最后得到的是线程B的时间
*
* ThreadLocal: 解决了static修饰的共享变量内部操作不一致的问题。
*/
public class NormalParseDate implements Runnable{
/**
* 多个线程共享的变量
*/
private static SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-mm-dd HH:mm:ss");
int i = 0;
public NormalParseDate(int i) {
this.i = i;
}
/**
* 日期装换方法
*/
@Override
public void run() {
try {
//所有的线程使用同一个sdf
Date date = sdf.parse("2017-08-02 11:22:"+ i % 60);
System.out.println(i+" : "+date);
} catch (ParseException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 创建线程
*/
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
for(int i = 0; i < 100; i++){
executor.execute(new NormalParseDate(i));
}
}
}
结果：
68 : Mon Jan 02 11:22:08 CST 2017
Exception in thread "pool-1-thread-2" java.lang.NumberFormatException: multiple points
at sun.misc.FloatingDecimal.readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1890)
结论：因为多个线程使用同一个SimpldeDateFormat对象，指向同一个Calendar引
用，在多线程调用时会出现数据交替问题。
四）、使用ThreadLocal实现多线程日期转换：
/**
* 使用ThreadLocal线程局部变量来解决线程间共享变量内部操作不一致问题
*/
public class ThreadLocalParseData implements Runnable{
//线程共用一个threadLocal对象
private static ThreadLocal<SimpleDateFormat> threadLocal = new ThreadLocal<>();
int i = 0;
public ThreadLocalParseData(int i) {
this.i = i;
}
@Override
public void run() {
//判断当前线程是否有SimpleDateFormat对象，有则使用，没有则创建
if(threadLocal.get() == null){
//如果没有就给当前线程创建一个, 每一个线程都有一个自己的SimpleDateFormat对象
threadLocal.set(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
}
//有，则直接使用
try {
Date date = threadLocal.get().parse("2017-2-21 14:29:" + i % 60);
System.out.println(i+":"+date);
} catch (ParseException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
//创建线程对象，每个线程都有一个SimpleDateFormat对象
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
for(int i = 0; i < 100; i++){
executor.execute(new ThreadLocalParseData(i));
}
}
}
