java并发（2）ThreadLocal的使用及实现原理(使用)

ThreadLocal：线程本地变量.

在java的java.lang.Thread类中有个threadLocals变量，该变量的类型是ThreadLocal的内部类ThreadLocalMap，该变量是一个map，保存着该线程的独有的变量副本，所有通过ThreadLocal维护的变量都是存放在当前线程的这个threadLocals的Map中所以这些变量都是线程安全的，下面是Thread类中的该变量定义：

/* ThreadLocal values pertaining to this thread. This map is maintained
 * by the ThreadLocal class. */
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;

简单来说ThreadLocal作为解决并发问题的另一种思路是：用“以空间换取时间”的方式来代替“以时间换取空间”的sychronized方式。每一个线程都有自己独有的ThreadLocalMap变量表，也就不存在线程安全问题了，值得注意的是，不要错误的理解为ThreadLocal是用来解决共享变量和协调线程同步的方案，它是为了方便每个线程处理自己的状态而引入的一个机制。

下面看看java中ThreadLocal怎么使用：

ThreadLocal<T>是java.lang包中的一个类，该类有5个方法如下：

T	get() Returns the value in the current thread's copy of this thread-local variable. 该方法返回一个当前线程所对应的 ThreadLocal维护的变量
protected T	initialValue() Returns the current thread's "initial value" for this thread-local variable. 该方法在线程第一次调用get方法的时候会被执行，返回一个当前ThreadLocal维护的变量 的初始值，该方法被声明为protected，目的是为了让这类去覆盖它从而设置线程变量的 初始值，如果不覆盖，默认返回null。
void	remove() Removes the current thread's value for this thread-local variable. 删除当前线程的本地变量，目的是为了减少内存占用，但是当线程销毁时该本地变量也会 被回收，所以该方法不是必须的
void	set(T value) Sets the current thread's copy of this thread-local variable to the specified value. 为当前线程的当前ThreadLocal维护的变量设置值
static <S> ThreadLocal<S>	withInitial(Supplier<? extends S> supplier) Creates a thread local variable. 创建一个ThreadLocal并返回。

下面通过一个列子来说明ThreadLocal怎么使用：

先创建一个任务:

public class Task {
    ThreadLocal<Integer> value = new ThreadLocal<Integer>(){
        @Override
        protected Integer initialValue() {
            return 1;
        }
    };

    public Integer add(){
        value.set(value.get()+1);
        return value.get();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return value.get().toString();
    }
}

该任务实现每个线程计数，通过ThreadLocal的方式管理计数器，通过覆盖initialValue方法的方式，给该计数器赋初始值为1，然后在add的时候先从本地变量中拿出计数器的值，然后再加1，然后再set回去，add方法有三个步骤，即：取值，+1，写入，但是可以看到我们没有对该方法加任何的锁操作，但是它依然是线程安全的，因为每个线程都会有一份独立的本地变量，也就是每个线程都有一个计数器，它们互相不影响。接下来创建一个可运行任务，实现Runnable接口：

public class ThreadLocalTask implements Runnable {

    private Task task;

    public ThreadLocalTask(Task task) {
        this.task = task;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--"+task.add());
        }
    }
}

该对象持有一个Task对象，然后让task调用add方法十次并打印，创建该类的目的是为了让所有的ThreadLocalTask对象都持有同一个Task对象，以验证不同的线程对于该Task对象有不同本地线程变量。接下来创建一个测试类：

public class ThreadLocalTest {
    public static void main(String[] args){
        Task task = new Task();
        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            ThreadLocalTask threadLocalTask = new ThreadLocalTask(task);
            exec.execute(threadLocalTask);
        }
        exec.shutdown();
    }
}

通过创建一个线程池让五个ThreadLocalTask任务同时运行，结果：

pool-1-thread-1--1
pool-1-thread-1--2
pool-1-thread-1--3
pool-1-thread-2--1
pool-1-thread-3--1
pool-1-thread-3--2
pool-1-thread-3--3
pool-1-thread-3--4
pool-1-thread-2--2
pool-1-thread-2--3
pool-1-thread-2--4
pool-1-thread-2--5
pool-1-thread-2--6
pool-1-thread-2--7
pool-1-thread-2--8
pool-1-thread-2--9
pool-1-thread-2--10
pool-1-thread-1--4
pool-1-thread-1--5
pool-1-thread-1--6
pool-1-thread-4--1
pool-1-thread-4--2
pool-1-thread-4--3
pool-1-thread-1--7
pool-1-thread-5--1
pool-1-thread-5--2
pool-1-thread-5--3
pool-1-thread-3--5
pool-1-thread-5--4
pool-1-thread-1--8
pool-1-thread-1--9
pool-1-thread-4--4
pool-1-thread-1--10
pool-1-thread-5--5
pool-1-thread-3--6
pool-1-thread-5--6
pool-1-thread-4--5
pool-1-thread-5--7
pool-1-thread-3--7
pool-1-thread-5--8
pool-1-thread-4--6
pool-1-thread-4--7
pool-1-thread-5--9
pool-1-thread-3--8
pool-1-thread-5--10
pool-1-thread-4--8
pool-1-thread-3--9
pool-1-thread-4--9
pool-1-thread-3--10
pool-1-thread-4--10

从结果可以看出每个线程都是从1开始到10结束，均互不干扰的执行了10次加运算。

以上就是ThreadLocal的简单使用，接下来分析一下在jdk8中ThreadLocal的实现原理：java并发（3）ThreadLocal的使用及实现原理(实现原理)