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使用ThreadLocal,隔离多个线程之间的共享冲突

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   早在Java 1.2推出之时,Java平台中就引入了一个新的支持:java.lang.ThreadLocal,其实ThreadLocal并非是一个线程的本地实现版本,它并不是一个Thread,而是thread local variable(线程局部变量)。也许把它命名为ThreadLocalVar更加合适。线程局部变量(ThreadLocal)其实的功用非常简单,就是为每一个使用该变量的线程都提供一个变量值的副本,是每一个线程都可以独立地改变自己的副本,而不会和其它线程的副本冲突。从线程的角度看,就似乎每一个线程都完全拥有该变量。线程局部变量并不是Java的新发明,在其它的一些语言编译器实现(如IBM XL FORTRAN)中,它在语言的层次提供了直接的支持。因为Java中没有提供在语言层次的直接支持,而是提供了一个ThreadLocal的类来提供支持,所以,在Java中编写线程局部变量的代码相对比较笨拙,这也许是线程局部变量没有在Java中得到很好的普及的一个原因吧。
   ThreadLocal的设计
首先看看ThreadLocal的接口:

Object get() ; // 返回当前线程的线程局部变量副本
protected Object initialValue(); // 返回该线程局部变量的当前线程的初始值
void set(Object value); // 设置当前线程的线程局部变量副本的值
void remove() ;// 移除此线程局部变量的值。


  值得注重的是initialValue(),该方法是一个protected的方法,显然是为了子类重写而特意实现的。该方法返回当前线程在该线程局部变量的初始值,这个方法是一个延迟调用方法,在一个线程第1次调用get()或者set(Object)时才执行,并且仅执行1次。ThreadLocal中的确实实现直接返回一个null:
protected Object initialValue() { return null; }
  ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢?其实实现的思路很简单,在ThreadLocal类中有一个Map,用于存储每一个线程的变量的副本。比如下面的示例实现:

public class ThreadLocal
{
 private Map values = Collections.synchronizedMap(new HashMap());
 public Object get()
 {
  Thread curThread = Thread.currentThread(); 
  Object o = values.get(curThread); 
  if (o == null && !values.containsKey(curThread))
  {
   o = initialValue();
   values.put(curThread, o); 
  }
  return o; 
 }

 public void set(Object newValue)
 {
  values.put(Thread.currentThread(), newValue);
 }

 public Object initialValue()
 {
  return null; 
 }
}
  当然,这并不是一个工业强度的实现,但JDK中的ThreadLocal的实现总体思路也类似于此。

例子:
public class RequestContext {

	private static ThreadLocal requestContext = new RequestContextThreadLocal();

	private static class RequestContextThreadLocal extends ThreadLocal {
                  //设定此线程局部变量的当前线程的初始值
		protected Object initialValue() {
			return new RequestContext(new HashMap());
		}
	}
	
	public static RequestContext getContext() {
		//返回此线程局部变量的当前线程副本中的值
		RequestContext context = (RequestContext) requestContext.get();
		
		if (context == null) {
			context = new RequestContext(new HashMap());
			setContext(context);
		}
		
		return context;
	}
	

	public static void setContext(RequestContext context) {
	      //将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值
               requestContext.set(context);
	}
}


   当然ThreadLocal并不能替代同步机制,两者面向的问题领域不同。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的有效方式;而ThreadLocal是隔离多个线程的数据共享,从根本上就不在多个线程之间共享资源(变量),这样当然不需要对多个线程进行同步了。所以,假如你需要进行多个线程之间进行通信,则使用同步机制;假如需要隔离多个线程之间的共享冲突,可以使用ThreadLocal。
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