Java基础【四】 - 常用类库：java.lang.ThreadLocal

使用场景

ThreadLocal和synchronized都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。synchronized保证同一时刻只有一个线程对共享变量进行操作，synchronized是时间换空间的体现。ThreadLocal使变量在每个线程中都有独立拷贝的共享变量，不会出现一个线程读取变量时而被另一个线程修改的现象。ThreadLocal是编程中空间换时间的体现。

ThreadLocal的内部结构

1、每个Thread线程内部都有一个Map。
2、Map里面存储线程本地对象（key）和线程的变量副本（value）。
3、每个Thread线程内部都有一个Map。
4、Thread对于不同的线程，每次获取副本值时，别的线程并不能获取到当前线程的副本值，形成了副本的隔离，互不干扰。

ThreadLocal的内部结构图

从上图可以看到每个线程，ThreadLocal内部都有一个Map来存储当前线程的共享变量，只能当前线程访问，从而保证不会影响其他线程的变量。

ThreadLocal核心方法

get()方法用于获取当前线程的副本变量值。
set()方法用于保存当前线程的副本变量值。
initialValue()为当前线程初始副本变量值。
remove()方法移除当前前程的副本变量值。

ThreadLocal使用实例

//包含业务唯一标识的类
public class Context {
    private String transactionId;
 
    public String getTransactionId() {
        return transactionId;
    }
 
    public void setTransactionId(String transactionId) {
        this.transactionId = transactionId;
    }
 
}

// 其中引用了Context类
public class MyThreadLocal {
    private static final ThreadLocal<Context> userThreadLocal = new ThreadLocal<Context>();
    public static void set(Context user){
        userThreadLocal.set(user);
    }
    public static void unset(){
        userThreadLocal.remove();
    }
    public static Context get(){
        return userThreadLocal.get();
    }
    
}

//ThreadLocalDemo.java。生成并将业务标识设置到ThreadLocal中然后在业务方法中调用
public class ThreadLocalDemo implements Runnable{
    private static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(0);
    public void run() {
        Context context = new Context();
        context.setTransactionId(getName());
        //设置线程变量
        MyThreadLocal.set(context);
        System.out.println("request["+Thread.currentThread().getName()+"]:"+context.getTransactionId());
        new BusinessService().businessMethod();
        MyThreadLocal.unset();
    }
    
    private String getName() {
        return ai.getAndIncrement()+"";
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        ThreadLocalDemo tld  = new ThreadLocalDemo();
        new Thread(tld).start();
        new Thread(tld).start();
    }
 
}
public class BusinessService {
 
    public void businessMethod() {
        Context context = MyThreadLocal.get();
        System.out.println("service["+Thread.currentThread().getName()+"]:"+context.getTransactionId());
    }
 
}

ThreadLocal使用总结

1、每个ThreadLocal只能保存一个变量副本，如果想要上线一个线程能够保存多个副本以上，就需要创建多个ThreadLocal。
2、ThreadLocal内部的ThreadLocalMap键为弱引用，会有内存泄漏的风险。
3、ThreadLocal适用于无状态，副本变量独立后不影响业务逻辑的高并发场景。如果如果业务逻辑强依赖于副本变量，则不适合用ThreadLocal解决，需要另寻解决方案。

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