Java并发--ThreadLocal

ThreadLocal

ThreadLocal，即线程变量，是一个以ThreadLocal对象为键、任意对象为值的存储结构。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。

ThreadLocal类中定义了一个静态内部类ThreadLocalMap，每一个Thread中都有一个该类型的变量——threadLocals——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。

方法

ThreadLocal类接口很简单，只有4个方法

• void set(T value)： 设置当前线程的线程局部变量的值。
• public T get()： 该方法返回当前线程所对应的线程局部变量。
• public void remove()： 将当前线程局部变量的值删除，目的是为了减少内存的占用，该方法是JDK 5.0新增的方法。需要指出的是，当线程结束后，对应该线程的局部变量将自动被垃圾回收，所以显式调用该方法清除线程的局部变量并不是必须的操作，但它可以加快内存回收的速度。
• protected T initialValue()： 返回该线程局部变量的初始值，该方法是一个protected的方法，显然是为了让子类覆盖而设计的。这个方法是一个延迟调用方法，在线程第1次调用get()或set(Object)时才执行，并且仅执行1次。ThreadLocal中的缺省实现直接返回一个null。

Thread与同步机制的比较

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。

示例：
构建了一个常用的Profiler类，它具有begin()和end()两个方法，而end()方法返回从begin()方法调用开始到end()方法被调用时的时间差，单位是毫秒。

package pers.zhang.part4;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @author zhang
 * @date 2020/1/19 - 20:20
 */
public class Profiler {
    //第一次调用get()方法时会进行初始化（如果set方法没有调用），每个线程都会调用一次
    private static  final ThreadLocal<Long> TIME_THREADLOCAL = new ThreadLocal<Long>(){
        @Override
        protected Long initialValue() {
            return System.currentTimeMillis();
        }
    };

    public static final void begin(){
        TIME_THREADLOCAL.set(System.currentTimeMillis());
    }

    public static final long end(){
        return System.currentTimeMillis() - TIME_THREADLOCAL.get();
    }


    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Profiler.begin();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
        System.out.println("Cost: " + Profiler.end() + " mills");
    }
}

运行程序输出：

Cost: 10001 mills

Profiler可以被复用在方法调用耗时统计的功能上，在方法的入口前执行begin()方法，在方法调用后执行end()方法，好处是两个方法的调用不用在一个方法或者类中，比如在AOP（面向方面编程）中，可以在方法调用前的切入点执行begin()方法，而在方法调用后的切入点执行end()方法，这样依旧可以获得方法的执行耗时。