ThreadLocal浅解

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如果有看到spring的一些源码的同学都知道，ThreadLocal对象在spring几乎在每一个重要的类的都存在其身影。到底ThreadLocal是有什么用的呢，让我们来揭开其面纱吧。

假如某一个对象是非线程安全的,在多线程的环境下,对对象的访问则须采用synchronized或lock/unlock进行线程同步,采用这样的方法限制了并发的访问,会带来比较大的性能损失.当然,我们可以在无须同步的的情况下,来化解线程安全的问题---就是采用ThreadLocal.

其实可以把ThreadLocal看成一个线程的局部变量,我们可以通过ThreadLocal为每一个线程提供了单独的副本.

ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本,从而隔离了多个线程对数据的访问冲突.因为每一个线程都拥胡自己的变量副本,从而也就没有必要对该变量进行同步了.

ThreadLocal提供了线程安全的共享对象,在编写多线程代码的时候,可以把不安全的变量封装进ThreadLocal.

其实从另一个角度上看,对于多线程的资源共享的问题,同步机制采用了"以时间换空间"的方式,而ThreadLocal则采用了"以空间换时间"的方式。[注:这一句话来自 向同事借看的<<精通spring2.x企业开发详解>>一书第九章]

举一个例子，先说明一下各类的用途如下：
Log类是用来将程序的log记录存放在log.txt里面的,进行分配线程的工作
TSLog产生Log的类，实例由每个线程所拥有
ClientThread调用Log的线程

首先来看看Log类的写法：

Java代码

public class Log {
    private static final ThreadLocal tsLogCollection = new ThreadLocal();

    // 加入一个log
    public static void println(String s) {
        getTSLog().println(s);
    }

    // 关闭log
    public static void close() {
        getTSLog().close();
    }

    // 取得线程特有的log,注意每一个线程都有一个副本的log，所以无论怎样调用TSLog的内容，都不会出现数据出错的现象
    private static TSLog getTSLog() {
        TSLog tsLog = (TSLog)tsLogCollection.get();

        //如果线程是第一次呼叫，就建立新挡案并登陆log
        if (tsLog == null) {
            tsLog = new TSLog(Thread.currentThread().getName() + "-log.txt");
            tsLogCollection.set(tsLog);
        }

        return tsLog;
    }
}

再来看看最普通不过的TSLog类

Java代码

import java.io.PrintWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class TSLog {
    private PrintWriter writer = null;

    //  初始化writer字段
    public TSLog(String filename) {
        try {
            writer = new PrintWriter(new FileWriter(filename));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //  加入一笔log
    public void println(String s) {
        writer.println(s);
    }

    //  关闭log
    public void close() {
        writer.println("==== End of log ====");
        writer.close();
    }
}

再写一个ClientThread类：

Java代码

public class ClientThread extends Thread {
    public ClientThread(String name) {
        super(name);
    }
    public void run() {
        System.out.println(getName() + " BEGIN");
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Log.println("i = " + i);
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
        Log.close();
        System.out.println(getName() + " END");
    }
}

简单的类的类如下：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        new ClientThread("A").start();
        new ClientThread("B").start();
        new ClientThread("C").start();
    }
}

会产生A_log.txt,B_log.txt,以及c_log.txt三个文件，每一个文件的内容都是为
[quote]main: i=1
main: i=2
....
main: i=10[/quote]


其实ThreadLocal的方法很简单的，只有一个set,get,remove,还有一个initialValue()等四个方法而已。

再来看一个例子：

public class SequenceNumber {
	private static ThreadLocal<Integer> seqNum = new ThreadLocal<Integer>(){
		public Integer initialValue(){
			return 0;
		}
	};
	public int getNextNum(){
		seqNum.set(seqNum.get()+1);
		return seqNum.get();
	}
	
	public static void main(String[] args) 
	{
         SequenceNumber sn = new SequenceNumber();  
         TestClient t1 = new TestClient(sn);
         TestClient t2 = new TestClient(sn);
         TestClient t3 = new TestClient(sn);
         t1.start();
         t2.start();
         t3.start();
	}	
	private static class TestClient extends Thread
	{
		private SequenceNumber sn;
		public TestClient(SequenceNumber sn) {
			this.sn = sn;
		}
		public void run()
		{
			for (int i = 0; i < 3; i++) {
				System.out.println("thread["+Thread.currentThread().getName()+"] sn["+sn.getNextNum()+"]");				
			}
		}
	}
}

运行结果如下：
[quote]thread[Thread-2]sn[1]
thread[Thread-0]sn[1]
thread[Thread-1]sn[1]
thread[Thread-2]sn[2]
thread[Thread-0]sn[2]
thread[Thread-1]sn[2]
thread[Thread-2]sn[3]
thread[Thread-0]sn[3]
thread[Thread-1]sn[3][/quote]

从结果可以看出，ThreadLocal为每一个线程都提供了一个对象的副本

注：核心代码来源为<<Java多线程设计模式>>和向同事借看的<<精通spring2.x企业开发详解>>一书第九章