Java并发06---ThreadLocal类以及应用技巧

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本文详细介绍了Java中ThreadLocal类的使用方法及技巧，通过示例代码展示了如何利用ThreadLocal实现线程范围内的数据共享，并提供了封装技巧以简化数据存取。

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Java并发06---ThreadLocal类以及应用技巧

上一节总结了一下，线程范围内的数据共享问题，即定义一个Map，将当前线程名称和线程中的数据以键值对的形式存到Map中，然后在当前线程中使用数据的时候就可以根据当前线程名称从Map中拿到当前线程中的数据，这样就可以做到不同线程之间数据互不干扰。其实ThreadLocal类就是给我们提供了这个解决方法，所以我们完全可以用ThreadLocal来完成线程范围内数据的共享。

public class ThreadScopeShareData {
    //定义一个ThreadLocal
    private static ThreadLocal<Integer> threadLocal = new ThreadLocal<Integer>();

    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0; i < 2; i ++) {
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    int data = new Random().nextInt();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has put a data: " + data);
                    threadLocal.set(data);//直接往threadLocal里面里面扔数据即可
                    new TestA().getData();
                    new TestB().getData();
                }
            }).start();
        }
    }

    static class TestA {
        public void getData() {
            System.out.println("A get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " + threadLocal.get());//直接取，不用什么关键字，它直接从当前线程中取
        }
    }

    static class TestB {
        public void getData() {
            System.out.println("B get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " + threadLocal.get());//直接取，不用什么关键字，它直接从当前线程中取
        }
    }
}
 
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　　结合上一节的代码，可以看出，其实ThreadLocal就相当于一个Map，只不过我们不需要设定key了，它默认就是当前的Thread，往里面放数据，直接set即可，取数据，直接get即可，很方便，就不用Map一个个存了，但是问题来了，ThreadLocal虽然存取方便，但是get()方法中根本没有参数，也就是说我们只能往ThreadLocal中放一个数据，多了就不行了，那么该如何解决这个问题呢？
　　很明显，ThreadLocal是个容器，且只能存一下，那么如果有多个数据，我们可以定义一个类，把数据都封装到这个类中，然后扔到ThreadLocal中，用的时候取这个类，再从类中去我们想要的数据即可。
好，现在有两个线程，每个线程都要操作各自的数据，而且数据有两个：名字和年龄。根据上面的思路，写一个demo，如下：

public class ThreadScopeShareData {

    private static ThreadLocal<User> threadLocal = new ThreadLocal<User>();

    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0; i < 2; i ++) {//开启两个线程
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    int data = new Random().nextInt();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has put a data: " + data);

                    //每个线程中维护一个User，User中保存了name和age
                    User user = new User();
                    user.setName("name" + data);
                    user.setAge(data);
                    threadLocal.set(user); //向当前线程中存入user对象

                    new TestA().getData();
                    new TestB().getData();
                }
            }).start();
        }
    }

    static class TestA {
        public void getData() {

            User user = threadLocal.get();//从当前线程中取出user对象
            System.out.println("A get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " 
                    + user.getName() + "," + user.getAge());
        }
    }

    static class TestB {
        public void getData() {

            User user = threadLocal.get();//从当前线程中取出user对象
            System.out.println("B get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " 
                    + user.getName() + "," + user.getAge());

        }
    }

}
//定义一个User类来存储姓名和年龄
class User {

    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;
    }   
}
 
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　　这样进行一下封装就可以实现多个数据的存储了，但是上面这个程序是不太好的，原因很明显，在线程中，我要自己new一个对象，然后对其进行操作，最后还得把这个对象扔到当前线程中。这不太符合设计的思路，设计的思路应该是这样的，不能让用户自己去new啊，如果有个类似于getThreadInstance()的方法，用户想要从ThreadLocal中拿什么对象就用该对象去调用这个getThreadInstance()方法多好，这样拿到的永远都是本线程范围内的对象了。
　　这让我想到了学习JDBC的时候，从ThreadLocal中拿connection时的做法了，如果当前ThreadLocal中有就拿出来，没有就产生一个，这跟这里的需求是一样的，我想要一个User，那我应该用User去调用getThreadLInstance()方法获取本线程中的一个User对象，如果有就拿，如果没有就产生一个。完全一样的思路。这个设计跟单例的模式有点像，这里说有点像不是本质上像，是代码结构很像。先看一下简单的单例模式代码结构：

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton() {//私有构造方法阻止外界new        
    }
    public static synchronized Singleton getInstance() {  //提供一个公共方法返回给外界一个单例的实例
        if (instance == null) {  //如果没有实例
            instance = new Singleton();  //就新new一个
        }  
        return instance;  //返回该实例
    } 
}
 
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　　这是懒汉式单例模式的代码结构，我门完全可以效仿该思路去设计一个从当前线程中拿User的办法，所以将程序修改如下：

public class ThreadScopeShareData {
//不需要在外面定义threadLocal了，放到User类中了
//  private static ThreadLocal<User> threadLocal = new ThreadLocal<User>();

    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 0; i < 2; i ++) {
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    int data = new Random().nextInt();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " has put a data: " + data);

                    //这里直接用User去调用getThreadLocal这个静态方法获取本线程范围内的一个User对象
                    //这里就优雅多了，我完全不用关心如何去拿该线程中的对象，如何把对象放到threadLocal中
                    //我只要拿就行，而且拿出来的肯定就是当前线程中的对象，原因看下面User类中的设计
                    User.getThreadInstance().setName("name" + data);
                    User.getThreadInstance().setAge(data);

                    new TestA().getData();
                    new TestB().getData();
                }
            }).start();
        }
    }

    static class TestA {
        public void getData() {
            //还是调用这个静态方法拿，因为刚刚已经拿过一次了，threadLocal中已经有了
            User user = User.getThreadInstance();
            System.out.println("A get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " 
                    + user.getName() + "," + user.getAge());
        }
    }

    static class TestB {
        public void getData() {

            User user = User.getThreadInstance();
            System.out.println("A get data from " + Thread.currentThread().getName() + ": " 
                    + user.getName() + "," + user.getAge());
        }
    }

}

class User {

    private User() {}

    private static ThreadLocal<User> threadLocal = new ThreadLocal<User>();

    //注意，这不是单例，每个线程都可以new，所以不用synchronized，
    //但是每个threadLocal中是单例的，因为有了的话就不会再new了
    public static /*synchronized*/ User getThreadInstance() {
        User instance = threadLocal.get(); //先从当前threadLocal中拿
        if(instance == null) {
            instance = new User();
            threadLocal.set(instance);//如果没有就新new一个放到threadLocal中
        }
        return instance; //向外返回该User
    }

    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;
    }
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　　经过这样的改造，代码就优雅多了，外界从来不要考虑如何去当前线程中拿数据，只要拿就行，拿出来的肯定就是当前线程中你想要的对象，因为在对象内部已经写好了这个静态方法了，而且拿出来操作完了后，也不需要再放到threadLocal中，因为它本来就在threadLocal中，这就封装的相当好了。
　　ThreadLocal类的应用和使用技巧就总结这么多吧~