Java并发编程--理解ThreadLocal
另一篇博文:Hibernet中的ThreadLocal使用 http://www.cnblogs.com/gnivor/p/4440776.html
本文參考:
http://blog.csdn.net/lufeng20/article/details/24314381
http://www.cnblogs.com/chenying99/articles/3405161.html
??
ThreadLocal類接口很簡單,只有4個方法,我們先來了解一下:?
| void set(Object value) | 設(shè)置當(dāng)前線程的線程局部變量的值。? |
| public Object get() | 該方法返回當(dāng)前線程所對應(yīng)的線程局部變量。? |
| public void remove() | 將當(dāng)前線程局部變量的值刪除,目的是為了減少內(nèi)存的占用,該方法是JDK 5.0新增的方法。 注意,當(dāng)線程結(jié)束后,對應(yīng)該線程的局部變量將自動被垃圾回收,所以顯式調(diào)用該方法清除線程的局部變量并不是必須的操作,但它可以加快內(nèi)存回收的速度。? |
| protected Object initialValue() | 返回該線程局部變量的初始值,該方法是一個protected的方法,顯然是為了讓子類覆蓋而設(shè)計的。 這個方法是一個延遲調(diào)用方法,在線程第1次調(diào)用get()或set(Object)時才執(zhí)行,并且僅執(zhí)行1次。ThreadLocal中的缺省實現(xiàn)直接返回一個null。 |
?
一、知其然
synchronized這類線程同步的機制可以解決多線程并發(fā)問題,在這種解決方案下,多個線程訪問到的,都是同一份變量的內(nèi)容。為了防止在多線程訪問的過程中,可能會出現(xiàn)的并發(fā)錯誤。不得不對多個線程的訪問進行同步,這樣也就意味著,多個線程必須先后對變量的值進行訪問或者修改,這是一種以延長訪問時間來換取線程安全性的策略。
而ThreadLocal類為每一個線程都維護了自己獨有的變量拷貝。每個線程都擁有了自己獨立的一個變量,競爭條件被徹底消除了,那就沒有任何必要對這些線程進行同步,它們也能最大限度的由CPU調(diào)度,并發(fā)執(zhí)行。并且由于每個線程在訪問該變量時,讀取和修改的,都是自己獨有的那一份變量拷貝,變量被徹底封閉在每個訪問的線程中,并發(fā)錯誤出現(xiàn)的可能也完全消除了。對比前一種方案,這是一種以空間來換取線程安全性的策略。
來看一個運用ThreadLocal來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫連接Connection對象線程隔離的例子。
通過調(diào)用ConnectionManager.getConnection()方法,每個線程獲取到的,都是和當(dāng)前線程綁定的那個Connection對象,第一次獲取時,是通過initialValue()方法的返回值來設(shè)置值的。通過ConnectionManager.setConnection(Connection conn)方法設(shè)置的Connection對象,也只會和當(dāng)前線程綁定。這樣就實現(xiàn)了Connection對象在多個線程中的完全隔離。在Spring容器中管理多線程環(huán)境下的Connection對象時,采用的思路和以上代碼非常相似。
附:另一個例子?
public class TestNum { 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) { TestNum sn = new TestNum(); //三個線程共享SN 產(chǎn)生序列號ThreadClient t1 = new ThreadClient(sn);ThreadClient t2 = new ThreadClient(sn);ThreadClient t3 = new ThreadClient(sn);t1.start();t2.start();t3.start();} }class ThreadClient extends Thread{private TestNum sn ;public ThreadClient(TestNum sn){this.sn = sn;}public void run(){for(int i = 0 ; i < 3 ; i++){System.out.println("Thread: "+ Thread.currentThread().getName() + " sn: " + sn.getNextNum());}} } View Code??
二、知其所以然
那么到底ThreadLocal類是如何實現(xiàn)這種“為每個線程提供不同的變量拷貝”的呢?先來看一下ThreadLocal的set()方法的源碼是如何實現(xiàn)的:?
/** * Sets the current thread's copy of this thread-local variable * to the specified value. Most subclasses will have no need to * override this method, relying solely on the {@link #initialValue} * method to set the values of thread-locals. * * @param value the value to be stored in the current thread's copy of * this thread-local. */ public void set(T value) { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); } 在這個方法內(nèi)部我們看到,首先通過getMap(Thread t)方法獲取一個和當(dāng)前線程相關(guān)的ThreadLocalMap,然后將變量的值設(shè)置到這個ThreadLocalMap對象中,當(dāng)然如果獲取到的ThreadLocalMap對象為空,就通過createMap方法創(chuàng)建。線程隔離的秘密,就在于ThreadLocalMap這個類。ThreadLocalMap是ThreadLocal類的一個靜態(tài)內(nèi)部類,它實現(xiàn)了鍵值對的設(shè)置和獲取(對比Map對象來理解),每個線程中都有一個獨立的ThreadLocalMap副本,它所存儲的值,只能被當(dāng)前線程讀取和修改。ThreadLocal類通過操作每一個線程特有的ThreadLocalMap副本,從而實現(xiàn)了變量訪問在不同線程中的隔離。因為每個線程的變量都是自己特有的,完全不會有并發(fā)錯誤。還有一點就是,ThreadLocalMap存儲的鍵值對中的鍵是this對象指向的ThreadLocal對象,而值就是你所設(shè)置的對象了。
為了加深理解,我們接著看上面代碼中出現(xiàn)的getMap和createMap方法的實現(xiàn):?
/** * Get the map associated with a ThreadLocal. Overridden in * InheritableThreadLocal. * * @param t the current thread * @return the map */ ThreadLocalMap getMap(Thread t) { return t.threadLocals; } /** * Create the map associated with a ThreadLocal. Overridden in * InheritableThreadLocal. * * @param t the current thread * @param firstValue value for the initial entry of the map * @param map the map to store. */ void createMap(Thread t, T firstValue) { t.threadLocals = new ThreadLocalMap(this, firstValue); }?代碼已經(jīng)說的非常直白,就是獲取和設(shè)置Thread內(nèi)的一個叫threadLocals的變量,而這個變量的類型就是ThreadLocalMap,這樣進一步驗證了上文中的觀點:每個線程都有自己獨立的ThreadLocalMap對象。打開java.lang.Thread類的源代碼,我們能得到更直觀的證明:
/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained by the ThreadLocal class. */ ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;?
那么接下來再看一下ThreadLocal類中的get()方法,代碼是這么說的:?
/** * Returns the value in the current thread's copy of this * thread-local variable. If the variable has no value for the * current thread, it is first initialized to the value returned * by an invocation of the {@link #initialValue} method. * * @return the current thread's value of this thread-local */ public T get() { Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) { ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this); if (e != null) return (T)e.value; } return setInitialValue(); }??
再來看setInitialValue()方法:?
/** * Variant of set() to establish initialValue. Used instead * of set() in case user has overridden the set() method. * * @return the initial value */ private T setInitialValue() { T value = initialValue(); Thread t = Thread.currentThread(); ThreadLocalMap map = getMap(t); if (map != null) map.set(this, value); else createMap(t, value); return value; } ??
這兩個方法的代碼告訴我們,在獲取和當(dāng)前線程綁定的值時,ThreadLocalMap對象是以this指向的ThreadLocal對象為鍵進行查找的,這當(dāng)然和前面set()方法的代碼是相呼應(yīng)的。
進一步地,我們可以創(chuàng)建不同的ThreadLocal實例來實現(xiàn)多個變量在不同線程間的訪問隔離,為什么可以這么做?因為不同的ThreadLocal對象作為不同鍵,當(dāng)然也可以在線程的ThreadLocalMap對象中設(shè)置不同的值了。通過ThreadLocal對象,在多線程中共享一個值和多個值的區(qū)別,就像你在一個HashMap對象中存儲一個鍵值對和多個鍵值對一樣,僅此而已。
設(shè)置到這些線程中的隔離變量,會不會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏呢?ThreadLocalMap對象保存在Thread對象中,當(dāng)某個線程終止后,存儲在其中的線程隔離的變量,也將作為Thread實例的垃圾被回收掉,所以完全不用擔(dān)心內(nèi)存泄漏的問題。在多個線程中隔離的變量,光榮的生,合理的死,真是圓滿,不是么?
最后再提一句,ThreadLocal變量的這種隔離策略,也不是任何情況下都能使用的。如果多個線程并發(fā)訪問的對象實例只允許,也只能創(chuàng)建一個,那就沒有別的辦法了,老老實實的使用同步機制(synchronized)來訪問吧。
http://my.oschina.net/lichhao/blog/111362
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/gnivor/p/4904793.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Java并发编程--理解ThreadLocal的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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