ThreadLocal———存放线程的局部变量的容器

前言

ThreadLocal直译为“线程本地”或“本地线程”，如果真的这么认为，那就错了。其实它就是一个容器，用于存放线程的局部变量，应该叫ThreadLocalVariable(线程局部变量)才对。

定义

ThreadLocal，即线程变量，是一个以ThreadLocal对象为键、任意对象为值得存储结构。这个结构被附带在线程上，也就是说一个线程可以根据一个ThreadLocal对象查询到绑定在这个线程上的一个值。

讲解

一个序列号生成器的程序可能同时会有多个线程并发访问它，要保证每个线程得到的序列号都是自增的，而不能相互干扰。
通过这个例子来看一下ThreadLocal的作用和使用。

首先定义一个接口:

public interface Sequence {
    int getNumber();
}

每次调用getNumber方法可获取一个序列号，下次再调用时，序列号会自增。
再做一个线程类：

public class ClientThread extends Thread{

    private Sequence sequence;

    public ClientThread(Sequence sequence){
        this.sequence = sequence;
    }

    @Override
    public void run(){
        for(int i = 0; i < 3; i++){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " => " + sequence.getNumber());
        }
    }
}

在线程中连续输出三次线程名和与前对应的序列号。
首先不使用ThreadLocal的输出情况

public class SequenceA implements Sequence{
    private static int number = 0;

    public int getNumber() {
        number = number + 1;
        return number;
    }

    public static void main(String[] args){
        Sequence sequence = new SequenceA();

        ClientThread thread1 = new ClientThread(sequence);
        ClientThread thread2 = new ClientThread(sequence);
        ClientThread thread3 = new ClientThread(sequence);
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

运行结果：

Thread-0 => 1
Thread-0 => 3
Thread-1 => 2
Thread-0 => 4
Thread-2 => 6
Thread-1 => 5
Thread-2 => 7
Thread-1 => 8
Thread-2 => 9

由于线程启动顺序是随机的，所有并不是0、1、2这样的顺序，这个好理解。为什么thread0，1，2的数字是持续叠加的呢？
而不是每一个线程都是1，2，3。
仔细分析发现，线程之间共享的static变量无法保证对于不同线程而言是安全的，也就是说，此时无法保证”线程安全”。
那么如何做到线程安全呢？
ThreadLocal来了！！！

public class SequenceB implements Sequence{
    private static ThreadLocal<Integer> numberContainer = new ThreadLocal<Integer>(){
        @Override
        protected Integer initialValue(){
            return 0;
        }
    };

    public int getNumber(){
        numberContainer.set(numberContainer.get() + 1);
        return numberContainer.get();
    }

    public static void main(String[] args){
        Sequence sequence = new SequenceB();

        ClientThread thread1 = new ClientThread(sequence);
        ClientThread thread2 = new ClientThread(sequence);
        ClientThread thread3 = new ClientThread(sequence);
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }
}

运行结果：

Thread-0 => 1
Thread-0 => 2
Thread-0 => 3
Thread-1 => 1
Thread-1 => 2
Thread-1 => 3
Thread-2 => 1
Thread-2 => 2
Thread-2 => 3

是不是很神奇！！！
其实就是ThreadLocal中封装了一个同步的map，以线程为键，然后选取一个value为值进行保存。下面我们来实现一下ThreadLocal

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MyThreadLocal<T> {
    private Map<Thread,T> container = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Thread,T>());

    public void set(T value) {
        container.put(Thread.currentThread(),value);
    }

    public T get() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        T value = container.get(thread);
        if(value == null && !container.containsKey(thread)){
            value = initialValue();
            container.put(thread,value);
        }
        return value;
    }

    public void remove(){
        container.remove(Thread.currentThread());
    }

    protected T initialValue(){
        return null;
    }
}

通过一个同步的synchronizedMap来存储存放thread和值的map来保证线程的同步。
以上就是我对ThreadLocal的理解了。

参考文献《架构参考 从零开始写javaweb》