ThreadLocal

JAVA API:

该类提供了线程局部 (thread-local) 变量。这些变量不同于它们的普通对应物,因为访问某个变量(通过其 getset 方法)的每个线程都有自己的局部变量,它独立于变量的初始化副本。 ThreadLocal 实例通常是类中的 private static 字段,它们希望将状态与某一个线程(例如,用户 ID 或事务 ID)相关联。

每个线程都保持对其线程局部变量副本的隐式引用,只要线程是活动的并且 ThreadLocal 实例是可访问的;在线程消失之后,其线程局部实例的所有副本都会被垃圾回收(除非存在对这些副本的其他引用)。 



ThreadLocal提供的方法:

1、get()

返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。

2、initialValue()

返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”。

3、remove()

移除此线程局部变量当前线程的值。

4、set(T value) 

将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值。


Java 实例:

package com.acme;


/**
 * ThreadLocal
 * 是线程本地变量
 * 用它来存储的数据是每个线程一份
 * 它内部维护一个Map对象,其中key是当前线程,值是set方法提供的值
 * 
 * 方法:
 * 		set():	赋值
 * 		remove():删除值
 * 
 * @author acme.w
 *
 */
public class ThreadLocalDemo {

	public static void main(String[] args) {
		final ThreadLocal<String> tl = new ThreadLocal<String>();
		
		//保存为,当前main线程是key,值是1234t
		tl.set("1234t");
		
		new Thread(new Runnable() {
			
			@Override
			public void run() {
				//保存为,Thread-0的线程为key,值是899897o
				tl.set("899897o");
				System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tl.get());
			}
		}).start();
		
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tl.get());
		
		//清除值
		tl.remove();
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + tl.get());
	}

}


### 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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