ThreadLocal

什么是ThreadLocal

 

ThreadLocal称为线程局部变量，它为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。由于它是线程局部变量，所以是线程安全的。

 

ThreadLocal原理

 

 

 

 

 

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副本， Map 中元素的键为线程对象，而值对应线程的变量副本。

 

 

在 每个线程中有一个map，而将ThreadLocal实例作为key，这样每个map中的项数很少，而且当线程销毁时相应的map也一起销毁了。

比如定义一个ThreadLocal变量

 

private static final ThreadLocal<User> session = new ThreadLocal<User>();

 

 在线程A运行时，线程A中会有一个map("session",session) ，session的值为线程A中设置的值;当线程A结束时，这个MAP也消失了。

 

在线程B运行时，，线程B中会有一个map("session",session) ，session的值为线程B中设置的值;当线程B结束时，这个MAP也消失了。

 

 

ThreadLocal作用

 

 

1.解决线程安全问题

 

 

现在比如有如下的代码。这个format方法有2个线程循环的访问，每次访问完可以放回线程池中，但是因为SimpleDateFormat不是线程安全的类，所以这样访问肯定会出现并发的错误！

 

public class Foo {
		static SimpleDateFormat	formator	= new SimpleDateFormat("yyMMddHHmmss");

		public static String format(Date date) {
			return formator.format(date);
		}
	}

 

 

 

 为了避免并发的错误，可以有如下2中方案，1加synchronized，

 

	public static synchronized String format(Date date) {
		return formator.format(date);
	}

 

 

这样每次只有一个线程访问这个方法，对性能有影响每次调用这个方法就生成一个新的SimpleDateFormat对象，这样会生成大量的对象，对性能不是很好

 

public static String format(Date date) {
		SimpleDateFormat formator = new SimpleDateFormat("yyMMddHHmmss");
		return formator.format(date);
	}

 

 

 那么如果用ThreadLocal就可以解决创建大量对象的问题和并发访问的问题，重复利用SimpleDateFormat对象

 

public class Foo {
		static ThreadLocal	local	= new ThreadLocal();

		public static String format(Date date) {
			SimpleDateFormat formator = (SimpleDateFormat) local.get();
			if (formator == null) {
				formator = new SimpleDateFormat("yyMMddHHmmss");
				local.set(formator);
			}
			return formator.format(date);
		}
	}

 

 

2.传值

 

 

 

某个方法处理一个业务，需要递归依赖其他方法时，而要在这些方法中共享参数的问题。例如有方法a()，在该方法中调用了方法b()，而在b方法中又调用了方法c()，即a-->b--->c，如果a，b，c都需要使用用户对象，那么我们常用做法就是a(User user)-->b(User user)---c(User user)。但是如果使用ThreadLocal我们就可以用另外一种方式解决：

1.   在某个接口中定义一个静态的ThreadLocal 对象，例如 public static ThreadLocal  threadLocal=new ThreadLocal ();
2.   然后让a，b，c方法所在的类假设是类A，类B，类C都实现1中的接口
3.   在调用a时，使用A.threadLocal.set(user) 把user对象放入ThreadLocal环境
4.   这样我们在方法a，方法b，方法c可以在不用传参数的前提下，在方法体中使用threadLocal.get()方法就可以得到user对象。

可以想到当一个事物中需要调用多个DAO方法时，数据库连接必须在多个DAO方法中共享，所以，数据库连接一般处理为ThreadLocal。

 

很多论坛的帖子说ThreadLocal主要是用来做数据传输用的，但要指明的是ThreadLocal解决的是同一线程中不同开发层次间的数据共享问题，而不是在不同开发层次中用来传输数据的。比如，request中数据共享，或者一个事务之间的 Connection共享。 数据传递应该通过接口函数的签名显示声明，比如将一个DTO从ACTION传到SERVICE再传到DAO。

 

 

ThreadLocal为什么 一般定义成final 和static

 

定义成final 是为了不能改变，如果声明一个非final的threadlocal、放进东西去、重新创建这个threadlocal、再从中取，返回null...

 

而定义成static 字段，是为了使 ThreadLocal变量不和具体的实例关联，而是和 某一个线程（例如事务 ID）相关联。

 

 

 Thread与同步机制的比较

 

由于Thread 是线程局部变量，所以是线程安全。而同步机制也是为了解决线程安全问题。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。

 

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。

 

ThreadLocal与web开发中的request

ThreadLocal 和request的作用域肯定是不相同的，ThreadLocal 中存放的变量的生命周期只存活于当前线程，而request的作用域在于一个请求处理结束。WEB开发中一次请求(request)为一个线程。ThreadLocal为线程内变量，作用域也是线程。一般来说是一样的。在tomcat的线程池环境下，基本上都是request处理完成后，线程都被回放到线程池，即request作用域结束，ThreadLocal 中ThreadLocalMap存放的变量也并没有被销毁。这时，ThreadLocal和request作用域就有点不一样了。