ThreadLocal

知其然

synchronized这类线程同步的机制可以解决多线程并发问题，在这种解决方案下，多个线程访问到的，都是同一份变量的内容。为了防止在多线程访问的过程中，可能会出现的并发错误。不得不对多个线程的访问进行同步，这样也就意味着，多个线程必须先后对变量的值进行访问或者修改，这是一种以延长访问时间来换取线程安全性的策略。

而ThreadLocal类为每一个线程都维护了自己独有的变量拷贝。每个线程都拥有了自己独立的一个变量，竞争条件被彻底消除了，那就没有任何必要对这些线程进行同步，它们也能最大限度的由CPU调度，并发执行。并且由于每个线程在访问该变量时，读取和修改的，都是自己独有的那一份变量拷贝，变量被彻底封闭在每个访问的线程中，并发错误出现的可能也完全消除了。对比前一种方案，这是一种以空间来换取线程安全性的策略。

　

　当使用ThreadLocal维护变量时，ThreadLocal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。

　　从线程的角度看，目标变量就象是线程的本地变量，这也是类名中“Local”所要表达的意思。

　　所以，在Java中编写线程局部变量的代码相对来说要笨拙一些，因此造成线程局部变量没有在Java开发者中得到很好的普及。

ThreadLocal的接口方法

ThreadLocal类接口很简单，只有4个方法，我们先来了解一下：

• void set(Object value)设置当前线程的线程局部变量的值。

• public Object 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 Object 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。

　　值得一提的是，在JDK5.0中，ThreadLocal已经支持泛型，该类的类名已经变为ThreadLocal<T>。API方法也相应进行了调整，新版本的API方法分别是void set(T value)、T get()以及T initialValue()。

　　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。我们自己就可以提供一个简单的实现版本：

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1. package com.test;  
2.   
3. public class TestNum {  
4.     // ①通过匿名内部类覆盖ThreadLocal的initialValue()方法，指定初始值  
5.     private static ThreadLocal<Integer> seqNum = new ThreadLocal<Integer>() {  
6.         public Integer initialValue() {  
7.             return 0;  
8.         }  
9.     };  
10.   
11.     // ②获取下一个序列值  
12.     public int getNextNum() {  
13.         seqNum.set(seqNum.get() + 1);  
14.         return seqNum.get();  
15.     }  
16.   
17.     public static void main(String[] args) {  
18.         TestNum sn = new TestNum();  
19.         // ③ 3个线程共享sn，各自产生序列号  
20.         TestClient t1 = new TestClient(sn);  
21.         TestClient t2 = new TestClient(sn);  
22.         TestClient t3 = new TestClient(sn);  
23.         t1.start();  
24.         t2.start();  
25.         t3.start();  
26.     }  
27.   
28.     private static class TestClient extends Thread {  
29.         private TestNum sn;  
30.   
31.         public TestClient(TestNum sn) {  
32.             this.sn = sn;  
33.         }  
34.   
35.         public void run() {  
36.             for (int i = 0; i < 3; i++) {  
37.                 // ④每个线程打出3个序列值  
38.                 System.out.println("thread[" + Thread.currentThread().getName() + "] --> sn["  
39.                          + sn.getNextNum() + "]");  
40.             }  
41.         }  
42.     }  
43. }