ThreadLocal

ThreadLocal用于实现线程内数据的共享,即对于相同的代码程序,多个模块在同一个线程中运行时共享一份数据,而在另外线程中运行时又共享另外一份数据
每个线程调用全局ThreadLocal对象的set方法,就相当于往其内部的map中增加一条记录,key分别是各自的线程,value为各自的set方法传进去的值,在线程结束是可以调用ThreadLocal.clear()方法,这样会释放内存,不调用也可以,因为线程结束后也可以自动释放相关ThreadLocal变量。

package Thread02;
import java.util.Random;
public class ThreadLocalScope {
    private static ThreadLocal<Integer> local = new ThreadLocal<Integer>();
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    int data = new Random().nextInt();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                            + " has put data:" + data);
                    local.set(data);// 把数据放在当前线程
                    new A().get();
                    new B().get();
                }
            }.start();
        }
    }

    static class A {
        public void get() {
            int data = local.get();
            System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
                    + "  get data :" + data);
        }
    }

    static class B {
        public void get() {
            int data = local.get();
            System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName()
                    + "  get data :" + data);
        }
    }
}
package Thread02;

import java.util.Random;

public class ThreadLocalScope {
    private static ThreadLocal<Integer> local = new ThreadLocal<Integer>();
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    int data = new Random().nextInt();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                            + " has put data:" + data);
                    local.set(data);// 把数据放在当前线程
                    MyThreadScopeData.getInstance().setName("name"+data);
                    MyThreadScopeData.getInstance().setAge(data);
                    new A().get();
                    new B().get();
                }
            }.start();
        }
    }
    static class A {
        public void get() {
            int data = local.get();
            System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
                    + "  get data :" + data);
            MyThreadScopeData mydata=MyThreadScopeData.getInstance();
            System.out.println("A from " + Thread.currentThread().getName()
                    + "  getMydata :" + mydata.getName()+","+mydata.getAge());
        }
    }

    static class B {
        public void get() {
            int data = local.get();
            System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName()
                    + "  get data :" + data);
            MyThreadScopeData mydata=MyThreadScopeData.getInstance();
            System.out.println("B from " + Thread.currentThread().getName()
                    + "  getMydata :" +mydata.getName()+","+mydata.getAge());
        }
    }
}
class MyThreadScopeData{

    private MyThreadScopeData(){

    }
    public static MyThreadScopeData getInstance(){
        MyThreadScopeData instance=map.get();
        if(instance==null){
            instance=new MyThreadScopeData();
            map.set(instance);
        }
        return instance;
    }
    private static ThreadLocal<MyThreadScopeData> map=new ThreadLocal<MyThreadScopeData>();
    private String name;
    private int age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }   
}
Thread-0 has put data:-1724589288
Thread-1 has put data:-1923889218
A from Thread-1  get data :-1923889218
A from Thread-0  get data :-1724589288
A from Thread-1  getMydata :name-1923889218,-1923889218
A from Thread-0  getMydata :name-1724589288,-1724589288
B from Thread-0  get data :-1724589288
B from Thread-1  get data :-1923889218
B from Thread-0  getMydata :name-1724589288,-1724589288
B from Thread-1  getMydata :name-1923889218,-1923889218
### ThreadLocal的使用场景 ThreadLocal适用于需要在多线程环境中为每个线程独立存储和操作数据的场景。常见的使用场景包括: - **线程上下文传递**:例如在Web应用中,每个请求由一个线程处理,可以通过ThreadLocal保存请求相关的上下文信息,如用户身份、事务对象等,避免频繁传递参数[^2]。 - **线程安全的变量管理**:当多个线程需要访问某个变量,但每个线程对该变量的操作互不影响时,可以使用ThreadLocal来避免同步开销[^3]。 - **资源持有**:某些资源(如数据库连接、Session等)需要在线程内部共享,但不希望多个线程之间共享,ThreadLocal可以很好地满足这种需求[^1]。 ### ThreadLocal的实现原理 ThreadLocal的实现机制主要依赖于线程内部的ThreadLocalMap结构: - 每个线程(Thread类)内部维护一个ThreadLocalMap对象,该Map的键为ThreadLocal实例,值为存储的变量副本[^4]。 - ThreadLocalMap使用**弱引用(WeakReference)**作为键,以避免内存泄漏。当ThreadLocal对象不再被外部引用时,垃圾回收器可以正常回收该对象,但需要注意Map中对应的值仍需手动清理[^5]。 - 每个ThreadLocal实例都有一个唯一的哈希码(threadLocalHashCode),用于在ThreadLocalMap中快速定位存储位置[^5]。 通过这种机制,每个线程访问同一个ThreadLocal变量时,实际上访问的是各自线程独立的变量副本,从而实现了线程安全。 ### 示例代码 以下是一个简单的ThreadLocal使用示例: ```java public class ThreadLocalExample { // 定义一个ThreadLocal变量 private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<>(); public static void main(String[] args) { // 创建多个线程进行测试 for (int i = 0; i < 3; i++) { new Thread(() -> { // 设置线程本地变量 threadLocal.set((int) (Math.random() * 100)); // 获取线程本地变量 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + threadLocal.get()); }).start(); } } } ``` 在这个例子中,每个线程都设置了不同的整数值,彼此之间互不影响。 ### 总结 ThreadLocal通过为每个线程提供独立的变量副本,解决了线程安全问题,并在某些场景下提升了性能。其核心在于每个线程内部维护的ThreadLocalMap结构,以及基于弱引用的键值对管理机制。
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