ThreadLocal

        ThreadLocal 的用处之一是在线程池场景的高并发下避免频繁的对象的创建和回收。既保证的线程安全，又实现了对象重用。

 

解决多线程安全问题,单例的一个对象在过个线程空间有拷贝,牺牲空间换取时间.

 

问题:

 

       关于Request和Thread的关系一直有一个疑问，一般的理解就是对应每一个Request会有一个Thread来处理，问题是每一个Request是否对应的Thread是否一样，如果是一样，那么程序中在用到ThreadLocal的时候，Thread.currentThread岂不是相同，如果不一样，web 服务器是怎样做到保证用不同的Thread来处理不同的Request？

 

       为了减少这种创建和销毁Thread的开销，一般的Web服务器在内部都有一个线程池来维护所创建的Thread，并有一个限定值控制线程池中Thread的总量。如果服务器所接受的Request数量超过线程池中Thread限制，就一部分Request处于等待状态，直到有空闲Thread才开始处理。

 

       现在假设有一个类维护一个ThreadLocal的静态变量，每一次请求时候，都会调用ThreadLocal.get()/set() 操作, 大家都知道这些操作实际上是以Thread.currentThread为Key，取得一个对象的，问题的关键就在这里，如果每一个Request对应的Thread是一样，那么这个地方返回的对象就会是一样的，是否就混乱了呢？

 

      现在有一个系统部署在WebLogic10下面，在第一次打开一个页面的时候，会有一个Thread被创建来处理该请求，再次打开其他页面时候，系统并不一定会创建一个新的Thread来处理，两次请求的Thread是相同的，再打开多个其他页面（超过10个），在这10多次的请求中，系统只会创建4个Thread来处理，那就是说这10多次的请求中，有一部分请求是使用相同的Thread来处理的。如果是这样的情况，上面的问题该如何解释呢？ 

 

       我想Tomcat， Jboss在处理Request和Thread的时候和WebLogic应该大同小异，那么上面的问题该如何解释呢？

 

解答:

       这个是因为，之前的请求已经完成了。也就是线程已经变成空闲状态了。所以使用ThreadLocal的时候，是可以保证在这个Request结束前，不会有其它Request使用该线程。

 

 

1,Thread同步机制的比较

       ThreadLocal和线程同步机制相比有什么优势呢？ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。

      在同步机制中，通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序慎密地分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂的问题，程序设计和编写难度相对较大。

       而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。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有自己的变量副本，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，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。

       由于ThreadLocal中可以持有任何类型的对象，低版本JDK所提供的get()返回的是Object对象，需要强制类型转换。但JDK 5.0通过泛型很好的解决了这个问题，在一定程度地简化ThreadLocal的使用，代码清单 9 2就使用了JDK 5.0新的ThreadLocal<T>版本。

       概括起来说，对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。

        Spring使用ThreadLocal解决线程安全问题我们知道在一般情况下，只有无状态的Bean才可以在多线程环境下共享，在Spring中，绝大部分Bean都可以声明为singleton作用域。就是因为Spring对一些Bean（如RequestContextHolder、TransactionSynchronizationManager、LocaleContextHolder等）中非线程安全状态采用ThreadLocal进行处理，让它们也成为线程安全的状态，因为有状态的Bean就可以在多线程中共享了。

 

 

2,Servlet对象的运行特性:

      1. Servlet对象是一个无状态的单例对象（Singleton）,因为我们看到多次请求的this指针所打印出来的hashcode值都相同

      2. Servlet在不同的线程（线程池）中运行,如http-8081-Processor22和http-8081-Processor23等输出值可以明显区分出不同的线程执行了同一段Servlet逻辑代码.3. Counter变量在不同的线程中共享,而且它的值被不同的线程修改,输出时已经不是顺序输出.也就是说,其他的线程会篡改当前线程中实例变量的值,针对这些对象的访问不是线程安全的.

 

3,深入比较TheadLocal模式与synchronized关键字

      ThreadLocal模式synchronized关键字都用于处理多线程并发访问变量的问题,只是二者处理问题的角度和思路不同.

1）ThreadLocal是一个java类,通过对当前线程中的局部变量的操作来解决不同线程的变量访问的冲突问题.所以,ThreadLocal提供了线程安全的共享对象机制,每个线程都拥有其副本.

2）Java中的synchronized是一个保留字,它依靠JVM的锁机制来实现临界区的函数或者变量的访问中的原子性.在同步机制中,通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量.此时,被用作“锁机制”的变量时多个线程共享的.

       同步机制(synchronized关键字)采用了“以时间换空间”的方式,提供一份变量,让不同的线程排队访问.而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式,为每一个线程都提供一份变量的副本,从而实现同时访问而互不影响

 

 

4,实现ThreadLocal模式的两个主要步骤:

1. 建立一个类,并在其中封装一个静态的ThreadLocal变量,使其成为一个共享数据环境.

2. 在类中实现访问静态ThreadLocal变量的静态方法（设值和取值）.

 

建立在ThreadLocal模式的实现步骤之上,ThreadLocal的使用则更加简单.在线程执行的任何地方，我们都可以通过访问共享数据类中所提供的ThreadLocal变量的设值和取值方法安全地获得当前线程中安全的变量值.

 

5,结论 ：

   使用ThreadLocal模式,可以使得数据在不同的编程层次得到有效地共享,

这一点,是由ThreadLocal模式的实现机理决定的.因为实现ThreadLocal模式的一个重要步骤,就是构建一个静态的共享存储空间.从而使得任何对象在任何时刻都可以安全地对数据进行访问.

使用ThreadLocal模式,可以对执行逻辑与执行数据进行有效解耦

 

       这一点是ThreadLocal模式给我们带来的最为核心的一个影响,因为在一般情况下,Java对象之间的协作关系，主要通过参数和返回值来进行消息传递,这也是对象协作之间的一个重要依赖,而ThreadLocal模式彻底打破了这种依赖关系,通过线程安全的共享对象来进行数据共享,可以有效避免在编程层次之间形成数据依赖,这也成为了XWork事件处理体系设计的核心.